[發明專利]一種降解含金屬離子或有機溶劑的鄰苯二甲酸酯類的方法

有效

• 申請號: 201910360374.7
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110038250B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 廖祥儒;黃琳;楊邵嵐;李靜;蔡宇杰;管政兵
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N9/18
• 分類號: C12N9/18;C12N1/21;A62D3/02;B09B3/00;B09B5/00;C12R1/19;A62D101/47
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種降解含金屬離子或有機溶劑的鄰苯二甲酸酯類的方法，屬于酶工程領域。本發明將氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的羧酸酯酶BaCEs01在大腸桿菌中異源表達，得到的羧酸酯酶BaCEs01最適反應溫度為40℃，在40℃下放置1小時后，酶活性保持在40％以上，具有良好的溫度穩定性。純化得到的羧酸酯酶BaCEs01對鄰苯二甲酸酯類(鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯)的降解率分別高達84.2％、89.6％、81.3％，提供了一種高效降解塑化劑鄰苯二甲酸酯類的方法。

技術領域

本發明涉及一種降解含金屬離子或有機溶劑的鄰苯二甲酸酯類的方法，屬于酶工程領域。

背景技術

羧酸酯酶(carboxylesterase，EC 3.1.1.1)是指能夠催化水解羧酸酯生成羧酸和醇的非特異性酯酶，與單酰丙三醇酯酶、芳酰胺酶及膽堿酯酶等同屬于B酯酶，在結構上與脂肪酶同屬于α/β水解酶家族。

羧酸酯酶廣泛存在動物、植物和微生物中，目前的研究主要集中在動物肝臟中參與藥物代謝的羧酸酯酶和昆蟲體內具有藥物抗性的羧酸酯酶，對微生物源的羧酸酯酶的研究相對較少。但由于來源于微生物源的羧酸酯酶產量高、穩定性好，催化效率高，因此得到越來越多人的關注。

鄰苯二甲酸酯(PAEs)作為塑化劑大量應用于生產生活并進入環境，嚴重威脅到生態環境安全和人體健康。環境中塑化劑殘留的高效降解已成為現在環境保護的迫切需要和研究熱點。生物修復是環境治理的重要手段之一，目前主要的方法是利用微生物菌株進行降解，從已經分離出的鄰苯二甲酸酯降解菌來看，在溫度為25-30℃條件下，培養0.5-10天將不同濃度的鄰苯二甲酸酯降解率達到50％左右。因此利用微生物菌株降解存在著降解效率低，穩定性差，存在一定的污染性等缺點，從而讓研究者們將注意力放在酶法降解上。微生物是自然界中分布最廣、種類最多的生物，因此微生物來源的酶類也非常廣泛。研究微生物產生的酶類對環境污染物的降解是具有非常有發展前景的。

目前對于酯酶降解鄰苯二甲酸酯類的研究相對有限，并且主要關注于其降解機理及降解產物的毒性，在已發現的酯酶中，存在著降解效率低，反應條件要求較嚴格等缺陷。比如在2015年，王超凡等人從芽孢桿菌中克隆的能夠降解鄰苯二甲酸酯的羧酸酯酶EstZ22的反應溫度需要70℃及以上，并不適用于實際應用中；2016年，Do Kyung Hong等人克隆的酯酶EstSP1在1h內，對1mM鄰苯二甲酸二丁酯的降解率僅為30％；2014年，Xiao-Yan Zhang等人克隆的酯酶EstS1最適的降解條件為60℃。但目前大部分羧酸酯酶對于金屬離子和有機溶劑的耐受性較低，嚴重限制了羧酸酯酶的應用。因此，獲得反應條件要求不高的細菌來源的羧酸酯酶，在工業應用中將具有十分重要的價值和意義。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種能在較低反應溫度下降解含有金屬離子或有機溶劑的體系中鄰苯二甲酸酯類的方法，是以氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的羧酸酯酶為催化劑，降解鄰苯二甲酸酯類。

在一種實施方式中，所述反應溫度為15～50℃。

在一種實施方式中，所述反應溫度優選為30～50℃。

在一種實施方式中，所述反應溫度優選為40℃。

在一種實施方式中，所述羧酸酯酶的降解條件為：pH5.0～8.0。

在一種實施方式中，所述羧酸酯酶的降解條件優選為：pH 6.5。

在一種實施方式中，所述降解時間為1～6h。

在一種實施方式中，所述金屬離子為Na⁺、K⁺、Zn²⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺或Fe³⁺。