一种酶在降解微囊藻毒素中的应用的制作方法

本发明属于生物，涉及一种酶在降解微囊藻毒素中的应用。

背景技术：

1、富营养化水体中的藻类快速繁殖可形成“水华”，大量蓝藻细胞破裂后向水体中释放出多种毒素，其中微囊藻毒素(microcystin，mc)是最常见、危害最严重的蓝藻毒素，对水生生态系统造成了严重破坏。在其几种亚型中，微囊藻毒素-lr(mc-lr)毒性最强，污染水平最高(参见：gu,s.et?al.(2022)microcystin-lr?in?primary?liver?cancers:anoverview.toxins(basel)14.10.3390/toxins14100715)。通常规定饮用水中mc-lr的浓度不得超过1μg/l，控制和消除mc-lr是世界范围内关注的问题。

2、目前常用的微囊藻毒素处理方法-理化脱毒技术存在特异性不强、资源浪费严重、环境不友好、安全风险高等缺陷，难以满足水处理的实际需求(参见：koshigoe,a.s.h.etal.(2022)effect?of?three?commercial?algaecides?on?cyanobacteria?andmicrocystin-lr:implications?for?drinking?water?treatment?using?activatedcarbon.environ?sci?pollut?res?int.10.1007/s11356-022-23281-5)。寻找能降解mc-lr、且环境友好的方法成为了目前的研究热点。微生物参与的生物催化过程因其反应条件温和、环境友好、可持续的优点近年来被广泛关注，目前，已报道的降解微囊藻毒素纯菌株有鞘氨醇单胞菌、铜绿假单胞菌、伯克氏菌等多种鞘氨醇单胞菌属，但此类菌株对微囊毒素的降低作用十分有限，且基于微生物的解毒，存在引入微生物有毒代谢产物，由突变导致的活力下降等问题。而基于酶的处理工艺能够进一步的改善这些问题(参见：manco,g.et?al.(2018)enzymatic?detoxification:a?sustainable?means?of?degrading?toxicorganophosphate?pesticides?and?chemical?warfare?nerve?agents.journalofchemical?technology&biotechnology?93,2064-2082.10.1002/jctb.5603)。

3、总上所述，亟需挖掘能够有效降解微囊藻毒素的酶，为酶降解微囊藻毒素工艺的开发提供基础。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种酶在降解微囊藻毒素中的应用，本发明挖掘到一种新型的降解微囊藻毒素的酶，有望应用于水处理和有害藻华防治等领域。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种酶在降解微囊藻毒素中的应用，所述酶的氨基酸序列包括：

4、(1)seq?id?no.1所示的序列，或，

5、(2)由如(1)所述序列经取代、缺失或添加一个或至少两个氨基酸残基获得，且与(1)所述序列功能相同或相似的氨基酸序列，或，

6、(3)与(1)或(2)所述序列具有至少90％序列同源性，且与(1)所述序列功能相同或相似的氨基酸序列。

7、本发明中，首次发现一种来源于sphingosinicella?microcystinivorans的酶(氨基酸序列如seq?id?no.1所示)具备降解微囊藻毒素(结构式如式i所示)的功能，催化微囊藻毒素降解，从而有望应用于降解微囊藻毒素，如水处理、藻华防治等等。

8、

9、可以理解，本技术发现了来源于sphingosinicella?microcystinivorans的酶(氨基酸序列如seq?id?no.1所示)具备降解微囊藻毒素的功能，那么sphingosinicellamicrocystinivorans或相近菌株中的序列及功能与seq?id?no.1所示序列相同或相似的酶均能预期其具备降解微囊藻毒素的功能，此外，利用本领域通用技术手段对seq?id?no.1所示序列进行取代、缺失或添加一个或至少两个氨基酸残基改造而获得的酶，同时功能与原蛋白相同或相似，亦可预期其具备降解微囊藻毒素的功能。

10、seq?id?no.1：

11、mrefvrqrplvsfyvlailialaanvlramdptplgpmfkmlqethahlnivtairstfdyptaytfllfpaapmlaalivtgigygragfrellsrcapwrdpvswrqgvtviavcflvffaltgmmwvqtylyapsgtldraflrygsdplsiyamlaasllispgplleelgwrgfalpqllkkfdpltaavilgtmwwawhlprdlpamfsgepgalwgvivkqfviapgmiastiiavfvcnklggslwggllthaihnelgvnvmaewspaaaglgwrpwdfiefavaiglvlicgrslgaaspdnarlawgnvppklpggatdksgana。

12、第二方面，本发明提供一种降解微囊藻毒素的方法，所述方法包括：

13、将第一方面所述的酶与含有降解微囊藻毒素的样品混合，实现降解微囊藻毒素。

14、本发明中，将第一方面所述的酶所述的酶与微囊藻毒素共孵育后，可检测到微囊藻毒素浓度显著降低，最终微囊藻毒素的降解率可达90％以上。

15、第三方面，本发明提供第一方面所述的酶在制备微囊藻毒素降解产品中的应用。

16、第四方面，本发明提供一种微囊藻毒素生物降解剂，所述生物降解剂含有第一方面所述的酶。

17、基于发现的具备降解微囊藻毒素的功能，可进一步制备微囊藻毒素降解产品。

18、优选地，所述生物降解剂还包括载体、防腐剂或蛋白?；ぜ林械娜我庖恢只蛑辽倭街值淖楹?。

19、可以理解，本领域通用的用于生物降解剂的载体、防腐剂或蛋白?；ぜ恋染视糜诒痉⒚?。

20、优选地，所述载体包括生理上可接受的配伍载体。

21、优选地，所述生理上可接受的配伍载体包括稻壳、米糠、麦麸、膨润土或沸石粉等中的任意一种或至少两种的组合。

22、优选地，所述防腐剂包括山梨酸钾、羟苯乙酯、尼泊金甲酯或抗生素等中任意一种或至少两种的组合。

23、优选地，所述抗生素包括青霉素、庆大霉素或万古霉素等中的任意一种或至两种的组合。

24、优选地，所述蛋白?；ぜ涟ㄅＱ灏椎鞍?、甘露醇、甘油、丁二醇、氯化钠或苯甲酸钠等中的任意一种或至少两种的组合。

25、第五方面，本发明提供第一方面所述的酶在有害藻华防治中的应用。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、本发明首次发现一种来源于sphingosinicella?microcystinivorans的酶(氨基酸序列如seq?id?no.1所示)具备降解微囊藻毒素的功能，有效催化微囊藻毒素降解，从而有望应用于降解微囊藻毒素，如水处理、藻华防治等等。