[發明專利]一株產耐堿耐金屬離子耐有機溶劑酯類水解酶的中溫細菌及其應用

有效

• 申請號: 202110098118.2
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112662596B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 吳月紅;施曉威;許學偉;孟凡旭;周鵬;程虹
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所;中國大洋礦產資源研究開發協會（中國大洋事務管理局）
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N9/16;C12R1/01
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;何俊

本發明涉及微生物領域，公開了一株產耐堿耐金屬離子耐有機溶劑酯類水解酶的中溫細菌及其應用。本發明中溫細菌SIOC 00170具有分泌酯類水解酶的功能，且其分泌的酯類水解酶，催化活性高，對堿性有很強的耐受性，最適pH為9.5；同時該酶能夠耐受Ca²⁺、Mn²⁺、Sr²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺等金屬離子；EDTA對酶活有促進作用；同時該酶還能夠耐受多種有機溶劑。該酯類水解酶對于短鏈脂肪酸具有高催化活性，最適底物為對硝基苯酚己酸酯。該酯類水解酶的熱穩定性和對強堿、含金屬離子環境較強的適應性，使其可應用于洗滌劑、廢水處理、精細化工、制藥和環境修復等的工業生產。

技術領域

本發明涉及微生物領域，尤其涉及一株產耐堿耐金屬離子耐有機溶劑酯類水解酶的中溫細菌及其應用。

背景技術

酯類水解酶廣泛存在于微生物、動物和植物中，是一種能夠催化脂肪酸酯鍵水解或合成反應的一類水解酶的總稱。酯類水解酶參與生物體多個代謝過程，在酯類運輸、細胞結構構建以及能量代謝中發揮重要功能，是維持生命體生存所必需的酶類之一。

酯類水解酶參與催化反應時具有底物廣譜性、對映選擇性、反應副產物少且水解底物過程不需要輔酶或輔因子參與等特點，因此其廣泛應用于食品、醫藥、化工、能源及污水處理等工業生產領域，在工業生產中發揮著重要作用。

然而在一些水解條件苛刻的應用場景中，例如高堿性環境、含金屬離子、有機溶劑環境等，現有技術中大多數的酯類水解酶在這些水解環境中酶活性會受到嚴重抑制，因此限制了其實際應用，難以符合實際應用需求。因此有必要不斷開發出更多可同時耐受高堿性、金屬離子和有機溶劑的酯類水解酶種類，以滿足不同應用場景的需求。

發明內容

本發明提供了一株產耐堿耐金屬離子耐有機溶劑酯類水解酶的中溫細菌及其應用。本發明從海水分離出一株中溫細菌SIOC 00170，其菌株所產的酯類水解酶具有高催化活性，以及同時對強堿性、金屬離子和有機溶劑具有很高的耐受性，可用于各種嚴苛條件下酯類降解及其他酯類化合物的生物催化和轉化。可用于精細化工、制藥、洗滌、廢水處理和環境修復等工業領域。

本發明的具體技術方案為：

第一方面，本發明提供了一株產耐堿耐金屬離子耐有機溶劑酯類水解酶的中溫細菌，分離自海水，命名為SIOC 00170，已于2020年12月22日在廣東省微生物菌種保藏中心保藏，保藏地址為廣州市先烈中路100號大院59號樓5樓，保藏編號為GDMCC 61380；微生物分類命名為中溫細菌Rhodophyticola sp.。

本發明的中溫細菌SIOC 00170具有分泌酯類水解酶的功能，且其分泌的酯類水解酶，催化活性高，在pH值=6.0-11之間保持高活性（最大酶活的50%以上），最適pH為9.5，對堿性有很強的耐受性；溫度范圍為15~60 ℃，最適溫度50 ℃；在15~50 ℃中孵育4h，仍能保持80%以上活性；同時該酶能夠耐受Ca²⁺、Mn²⁺、Sr²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺等金屬離子；EDTA對酶活有促進作用；同時該酶還能夠耐受多種有機溶劑（DMSO、甘油、甲醇等），甚至在甘油環境下酶活性有所提高。該酯類水解酶對于短鏈脂肪酸具有高催化活性，最適底物為對硝基苯酚己酸酯。該酯類水解酶的熱穩定性和對強堿、含金屬離子環境較強的適應性，使其可應用于洗滌劑、廢水處理、精細化工、制藥和環境修復等的工業生產。

第二方面，本發明提供了一種產耐堿耐金屬離子耐有機溶劑酯類水解酶的中溫細菌的突變體，所述突變體為所述中溫細菌進行誘變、馴化、基因重組或者經自然突變而獲得的突變體。

作為優選，所述突變體具有與所述中溫細菌至少90%以上同源性的核苷酸序列，且該突變體與所述中溫細菌分泌的酯類水解酶具有至少90%以上的酯類水解酶活性。