一种用枯草芽孢杆菌工程菌降解1,2,3‑三氯丙烷的方法与流程

文档序号:11582473阅读:402来源:国知局

本发明属于生物技术领域。更具体地,涉及一种用枯草芽孢杆菌工程菌降解1,2,3-三氯丙烷的方法。



背景技术:

1,2,3-三氯丙烷(tcp)是一种人工合成的氯代有机化合物,是制造油漆涂料和土壤杀虫剂的重要原料,被广泛应用于工业和农业生产。但tcp具有高毒性和难降解的特点,广泛使用造成了该物质在土壤和地下水中的大量积累,对人类健康和生态环境造成了巨大的威胁。

目前降解tcp的方法有:物理、化学和生物方法。物理法包括真空抽滤和活性炭吸附。但tcp易挥发、难吸附,所以物理法不能有效解决tcp污染问题。化学法主要利用强氧化剂和强还原剂处理tcp,具有工艺简单的特点。但强氧化剂和强还原剂的使用会严重破坏生态环境。与物理和化学法相比,生物降解法具有成本低和能够将有害物质完全降解的优点,已成为降解环境污染物的有效方法。目前,有研究利用固定化酶(卤烷脱卤酶、卤醇脱卤酶和环氧化物水解酶)构建体外tcp降解途径,使tcp转化成甘油。但固定化酶存在制作过程复杂、生产成本高和难以重复利用的问题,特别是在低浓度的tcp污染环境中,固定化酶具有明显的局限性。另外,一些研究构建了能降解tcp及其中间产物的工程菌。但构建的菌株存在tcp耐受性差、遗传不稳定和降解效率低的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是克服上述现有tcp降解技术的缺陷和不足,提供一种用枯草芽孢杆菌工程菌降解1,2,3-三氯丙烷的方法。

本发明的另一目的是提供一种降解1,2,3-三氯丙烷的枯草芽孢杆菌工程菌。

本发明上述目的通过以下技术方案实现:

一种卤烷脱卤酶基因(dhaa31),其核酸序列如seqidno.1所示。

一种卤烷脱卤酶(haloalkanedehalogenase,dhaa31),其氨基酸序列如seqidno.2所示。

一种卤醇脱卤酶基因(hhec),其核酸序列如seqidno.3所示。

一种卤醇脱卤酶(halohydrindehalogenase,hhec),其氨基酸序列如seqidno.4所示。

一种环氧化物水解酶基因(echa),其核酸序列如seqidno.5所示。

一种环氧化物水解酶(epoxidehydrolase,echa),其氨基酸序列如seqidno.6所示。

一种降解1,2,3-三氯丙烷的枯草芽孢杆菌工程菌,构建方法为:首先合成能降解1,2,3-三氯丙烷(tcp)及其中间产物(2,3-二氯-1-丙醇和环氧氯丙烷)的卤烷脱卤酶(dhaa31)基因、卤醇脱卤酶(hhec)基因和环氧化物水解酶(echa)基因,序列分别如seqidno.1、seqidno.3、seqidno.5所示;然后构建包含上述基因的枯草芽孢杆菌整合载体,载体转化枯草芽孢杆菌,通过基因异位整合及抗性基因敲除的方法,将上述基因整合至枯草芽孢杆菌基因组中。所得枯草芽孢杆菌工程菌分泌表达上述基因编码的卤烷脱卤酶、卤醇脱卤酶和环氧化物水解酶。

具体,优选地,所述枯草芽孢杆菌工程菌的构建方法包括如下步骤:

(1)基因合成:根据枯草芽孢杆菌的密码子偏好性优化卤烷脱卤酶(dhaa31)、卤醇脱卤酶(hhec)和环氧化物水解酶(echa)基因序列,并合成卤烷脱卤酶基因dhaa31、卤醇脱卤酶基因hhec和环氧化物水解酶基因echa

(2)利用pgrac启动子和phod信号肽序列,分别构建包含dhaa31基因、hhec基因和echa基因的枯草芽孢杆菌整合载体;

(3)将步骤(2)的整合载体转化枯草芽孢杆菌,通过基因异位整合及抗性基因敲除的方法,将dhaa31基因、hhec基因和echa基因依次整合至枯草芽孢杆菌基因组,构建得到可以分泌表达卤烷脱卤酶、卤醇脱卤酶和环氧化物水解酶的枯草芽孢杆菌工程菌。

更具体地,作为一种可选择的优选方案,所述枯草芽孢杆菌工程菌的构建方法包括如下步骤:

s1.制备酶基因及构建整合载体所需的相关原件

s11.合成卤烷脱卤酶(dhaa31)基因、卤醇脱卤酶(hhec)基因和环氧化物水解酶(echa)基因,序列分别如seqidno.1、seqidno.3、seqidno.5所示;

s12.将目的基因卤烷脱卤酶基因、卤醇脱卤酶基因和环氧化物水解酶基因分别插入到质粒pmd18-t中,构建得到重组质粒pmd18t-dhaa31、pmd18t-hhec和pmd18t-echa

s13.pcr扩增得到构建整合载体所需的启动子和信号肽序列

s131.扩增启动子序列

以质粒pht43为载体,利用引物pgrac-fw和pgrac-rv进行pcr扩增,得到启动子pgrac序列;

引物pgrac-fw的序列如seqidno.7所示,引物pgrac-rv的序列如seqidno.8所示;

s132.扩增信号肽序列

利用引物phod-fw和phod-rv从枯草芽孢杆菌基因组dna上扩增得到phod信号肽序列;

引物phod-fw的序列如seqidno.9所示,引物phod-rv的序列如seqidno.10所示;

s133.用t4dna连接酶将扩增的启动子和信号肽序列连接,构建得到包含启动子和信号肽的dna序列组件(pgrac-phodcassette),如seqidno.13所示;

s2.构建枯草芽孢杆菌整合载体

s21.构建重组质粒pdgief-psphoddhaa31

从genbankdatabase数据库中下载编码质粒pdgief的基因序列(序列号为dq358863.1),将质粒pdgief在genaraycompany合成(shanghaigeneraybiotechco.,ltd),即为宿主广泛性质粒pdgief;

以重组质粒pmd18t-dhaa31为模板,应用引物dhaa31-fw/dhaa31-rv进行pcr扩增获得外源基因dhaa31;扩增产物经过双酶切处理后,插入到质粒pdgief的sali/noti位点,构建得到重组质粒pdgief-dhaa31;

pgrac-sphodcassette双酶切后插入到重组质粒pdgief-dhaa31的nhei/sali位点,构建得到重组质粒pdgief-psphoddhaa31;

其中,引物dhaa31-fw的序列如seqidno.14所示,引物dhaa31-rv的序列如seqidno.15所示;

s22.构建重组质粒piefvpr-psphodhhec

以pmd18t-hhec为模板,使用引物hhec-fw/hhec-rv进行pcr扩增获得外源基因hhec;扩增产物经过双酶切处理后,插入到vpr基因位点整合质粒piefvpr的sali/noti位点,构建得到重组质粒piefvpr-hhec

pgrac-sphodcassette双酶切处理后插入到质粒piefvpr-hhecnhei/sali位点,构建得到重组质粒piefvpr-psphodhhec

其中,引物hhec-fw的序列如seqidno.24所示,引物hhec-rv的序列如seqidno.25所示;

s23.构建重组质粒piefepr-psphodecha

以pmd18t-echa为模板,使用引物echa-fw/echa-rv进行pcr扩增获得外源基因echa;扩增产物经过双酶切处理后,插入到epr基因位点整合质粒piefepr的sali/noti位点,构建得到重组质粒piefepr-echa;将pgrac-sphodcassette经双酶切处理后插入到质粒piefepr-echanhei/sali位点,构建得到重组质粒piefepr-psphodecha

其中,引物echa-fw的序列如seqidno.34所示,引物echa-rv的序列如seqidno.35所示;

利用引物扩增外源基因的pcr程序如下:98℃,10min;98℃,10s;55℃,10s;72℃,15s,进行30个循环;72℃,3min;

s3.构建枯草芽孢杆菌工程菌

s31.重组质粒pdgief-psphoddhaa31转化大肠杆菌感受态细胞,提取重组质粒,线性化后重组质粒转化枯草芽孢杆菌感受态细胞,重组质粒与宿主基因组发生双交换同源重组,将目的基因整合至基因组amye位点;从含有壮观霉素的lb平板上挑选阳性克隆,将其接种到lb培养基中,37℃,200rpm培养24h,将培养物稀释,涂布于含有0.1mmiptg的固体lb平板,筛选出iptgs和spcr的单菌落,即为含有外源基因dhaa31的工程菌,命名为b.subtilis168-1;

s32.采用同样的方法,将卤醇脱卤酶基因(hhec)和环氧化物水解酶基因(echa)依次整合到工程菌b.subtilis168-1基因组的vprepr位点,最终构建得到含有外源基因dhaa31、hhececha的枯草芽孢杆菌工程菌。

另外,本发明还提供了一种用枯草芽孢杆菌工程菌降解1,2,3-三氯丙烷的方法,是利用上述的枯草芽孢杆菌工程菌降解1,2,3-三氯丙烷。

本发明构建的枯草芽孢杆菌工程菌能够耐受8mm的1,2,3-三氯丙烷(tcp),且在30~37℃条件下,在基本盐培养基(mmy)中培养20~30天,工程菌可将2mmtcp完全降解。

因此,枯草芽孢杆菌工程菌在降解1,2,3-三氯丙烷及其中间产物(2,3-二氯-1-丙醇和环氧氯丙烷)的应用,以及在制备1,2,3-三氯丙烷、2,3-二氯-1-丙醇和/或环氧氯丙烷的降解制剂方面的应用,也在本发明的保护范围之内。

本发明通过分子生物学技术构建含卤烷脱卤酶(dhaa31)基因、卤醇脱卤酶(hhec)基因和环氧化物水解酶(echa)基因的枯草芽孢杆菌整合载体;将上述载体转化枯草芽孢杆菌;通过基因异位整合及抗性基因敲除的方法,将上述基因分别整合至枯草芽孢杆菌168基因组;通过枯草芽孢杆菌工程菌分泌的卤烷脱卤酶、卤醇脱卤酶和环氧化物水解酶,构建1,2,3-三氯丙烷降解途径,将tcp转化成甘油,最终实现1,2,3-三氯丙烷的完全矿化。

本发明具有以下有益效果:

本发明构建的枯草芽孢杆菌工程菌能够分泌表达降解1,2,3-三氯丙烷(tcp)及其中间产物的卤烷脱卤酶、卤醇脱卤酶和环氧化物水解酶,对1,2,3-三氯丙烷(tcp)耐受性好,对tcp及其中间产物具有很好的降解效果和效率,可实现tcp的完全降解,具有降解效率高、tcp耐受性强且遗传稳定等特点,是目前降解tcp最有效的基因工程菌。

附图说明

图1:枯草芽孢杆菌整合载体;p:pgrac启动子;s:phod信号肽;dhaa31:卤烷脱卤酶突变体基因;hhec:卤醇脱卤酶基因;echa:环氧化物水解酶基因。amye-front:amye基因上游同源臂;amye-back:amye基因下游同源臂;vpr-front:vpr基因上游同源臂;vpr-back:vpr基因下游同源臂;epr-front:epr基因上游同源臂;epr-back:epr基因下游同源臂。

图2:卤烷脱卤酶基因(dhaa31)、卤醇脱卤酶基因(hhec)和环氧化物水解酶基因(echa)整合到枯草芽孢杆菌基因组amyevprepr位点。

图3:通过pcr扩增和琼脂糖凝胶电泳技术验证卤烷脱卤酶基因(dhaa31)、卤醇脱卤酶基因(hhec)和环氧化物水解酶基因(echa)整合到枯草芽孢杆菌基因组amyevprepr位点;m:marker;line1:对照组amye位点基因片段;line2:枯草芽孢杆菌工程菌amye位点基因片段;line3:对照组vpr位点基因片段;line4.:枯草芽孢杆菌工程菌vpr位点基因片段;line5:对照组epr位点基因片段;line6:枯草芽孢杆菌工程菌epr位点基因片段。

图4:卤烷脱卤酶(dhaa31)、卤醇脱卤酶(hhec)和环氧化物水解酶(echa)在枯草芽孢杆菌工程菌中的表达和分泌(枯草芽孢杆菌工程菌培养基上清中的外源蛋白);m:marker;line1:卤烷脱卤酶;line2:卤醇脱卤酶;line3:环氧化物水解酶。

图5:枯草芽孢杆菌工程菌b.subtilis168-3对1,2,3-三氯丙烷的耐受性。

图6:枯草芽孢杆菌工程菌培养上清粗酶液对1,2,3-三氯丙烷的降解作用。

图7:枯草芽孢杆菌工程局菌对1,2,3-三氯丙烷、2,3-二氯-1-丙醇和环氧氯丙烷的降解作用;a为工程菌对tcp的降解作用;b为工程菌对dcp的降解作用;c为工程菌对ech的降解作用。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1获得酶基因及构建整合载体所需的相关原件

1、根据枯草芽孢杆菌密码子偏好性优化,设计出了卤烷脱卤酶突变体基因(dhaa31,核酸序列如seqidno.1所示)、卤醇脱卤酶基因(hhec,核酸序列如seqidno.3所示)和环氧化物水解酶基因(echa,核酸序列如seqidno.5所示)。

对应编码得到卤烷脱卤酶(haloalkanedehalogenase,dhaa31)氨基酸序列如seqidno.2所示、卤醇脱卤酶(halohydrindehalogenase,hhec)氨基酸序列如seqidno.4所示、环氧化物水解酶(epoxidehydrolase,echa)氨基酸序列如seqidno.6所示。

2、将合成的上述目的基因插入到质粒pmd18-t中,构建重组质粒pmd18t-dhaa31、pmd18t-hhec和pmd18t-echa

3、pcr扩增得到构建整合载体所需的启动子和信号肽序列

(1)扩增启动子序列

以质粒pht43(vt2007,miaolingbio,guangzhou,china)为载体,利用引物pgrac-fw和pgrac-rv进行pcr扩增,得到pgrac启动子序列,如seqidno.11所示。

引物pgrac-fw(序列如seqidno.7所示):

5’-acactagctagcagctattgtaacataatcggtacggg-3’(下划线部分为nhei酶切位点,5’端6位是酶切保护碱基);

引物pgrac-rv(序列如seqidno.8所示):

5’-taacgcggatccttcctcctttaattggg-3’(下划线部分为bamhi酶切位点,5’端6位是酶切保护碱基)。

(2)扩增信号肽序列

利用引物phod-fw和phod-rv从枯草芽孢杆菌基因组dna上扩增得到phod信号肽序列,如seqidno.12所示。

引物phod-fw(序列如seqidno.9所示):

5’-taacgcggatccatggcatacgacagtc-3’(下划线部分为bamhi酶切位点,5’端6位是酶切保护碱基);

引物phod-rv(序列如seqidno.10所示):

5’-gcgccggtcgacagcatttacttcaaaggc-3’(下划线部分为sali酶切位点,5’端6位是酶切保护碱基)。

(3)用t4dna连接酶将扩增的启动子和信号肽序列连接,构建得到包含启动子和信号肽的dna序列组件(pgrac-phodcassette),如seqidno.13所示。

实施例2构建枯草芽孢杆菌整合载体

1、构建重组质粒pdgief-psphoddhaa31

(1)从genbankdatabase数据库中下载编码质粒pdgief的基因序列(序列号为dq358863.1),将质粒pdgief在genaraycompany合成(shanghaigeneraybiotechco.,ltd),即为宿主广泛性质粒pdgief。

(2)以重组质粒pmd18t-dhaa31为模板,应用引物dhaa31-fw/dhaa31-rv进行pcr扩增获得外源基因dhaa31;扩增产物经过双酶切处理后,插入到质粒pdgief的sali/noti位点,构建得到重组质粒pdgief-dhaa31。

pcr程序如下:98℃,10min;98℃,10s;55℃,10s;72℃,15s,进行30个循环;72℃,3min。

引物dhaa31-fw(序列如seqidno.14所示):

5’-atccgcgtcgacatgtcagaaattggcacaggctttccgtttg-3’(下划线部分是sali酶切位点);

引物dhaa31-rv(序列如seqidno.15所示):

5’-tattagcggccgcttaatgatggtgatgatgatgcagtgccggc-3’(下划线部分为noti酶切位点)。

(3)应用引物pgrac-fw/phod-rv从pgrac-sphoddna序列组件上pcr扩增得到pgrac-sphodcassette,经双酶切处理后插入到重组质粒pdgief-dhaa31的nhei/sali位点,构建得到重组质粒pdgief-psphoddhaa31(如图1所示)。

2、构建重组质粒piefvpr-psphodhhec

(1)构建重组质粒piefvpr1(重组质粒构建方法详见zhanetal,2006):

1)以质粒pdgief为载体,应用引物maze-f和amp-rv扩增质粒载体上的maze-amp序列;

其中,引物maze-fw(序列如seqidno.16所示):

5’-ttggcgcgcccgataaccagaagc-3’(下划线部分为asci酶切位点);

引物amp-rv1(序列如seqidno.17所示):

5’-cgtggccaggcgcgccatgagtattcaac-3’(下划线部分为agei酶切位点)。

2)应用引物dr(up)-fw和dr(down)-rv扩增质粒载体上的dr-laci-mazf-spc-dr基因序列组件;

引物dr(up)-fw(序列如seqidno.18所示):

5’-ggactagtaaaattgaaaaaatggtgg-3’(下划线部分为spei酶切位点);

引物dr(down)-rv(序列如seqidno.19所示):

5’-cgacgcgtgatccccctatgcaagggtttattg-3’(下划线部分为mlui酶切位点)。

3)应用引物vpr(front)-fw和vpr(front)-rv从枯草芽孢杆菌基因组dna上扩增vpr基因上游同源臂序列(vpr-front);

引物vpr(front)-fw(序列如seqidno.20所示):

5’-cgtggccaggatcattcgctttctgcttg-3’(下划线部分为agei酶切位点);

引物vpr(front)-rv(序列如seqidno.21所示):

5’-ggactagtatccgactgtccagccgttcgg-3’(下划线部分为spei酶切位点)。

4)应用引物vpr(back)-fw和vpr(back)-rv从枯草芽孢杆菌基因组dna上扩增vpr基因下游同源臂序列(vpr-back);

引物vpr(back)-fw(序列如seqidno.22所示):

5’-cgacgcgtcaataacaaagaagttgagc-3’(下划线部分为mlui酶切位点);

引物vpr(back)-rv(序列如seqidno.23所示):

5’-ttggcgcgcccggtcaaaacctggcttgac-3’(下划线部分为asci酶切位点)。

5)将上述扩增的dna片段经限制性内切酶切处理后用t4dna连接酶进行连接,得到重组质粒piefvpr1。

(2)以pmd18t-hhec为模板,使用引物hhec-fw/hhec-rv进行pcr扩增,获得外源基因hhec。pcr反应程序同上。将扩增片段进行双酶切处理后插入到piefvpr1(vpr基因位点整合质粒)的sali/noti位点,构建得到重组质粒piefvpr-hhec

引物hhec-fw(序列如seqidno.24所示):

5’-atccgcgtcgacatgtctacagcaatcgttac-3’(下划线部分为sali酶切位点);

引物hhec-rv(序列如seqidno.25所示):

5’-taatagcggccgcttaatgatgatgatgatgatgttcc-3’(下划线部分为noti酶切位点)。

(3)应用引物pgrac-fw/phod-rv从pgrac-sphoddna序列组件上pcr扩增得到pgrac-sphodcassette,经双酶切处理后插入到质粒piefvpr-hhecnhei/sali位点,构建得到重组质粒piefvpr-psphodhhec(如图1所示)。

3、构建重组质粒piefepr-psphodecha

(1)构建重组质粒piefepr2

1)以pdgief为载体,应用引物maze-fw和amp-rv2扩增质粒载体上的maze-amp序列;

引物maze-fw(序列如seqidno.26所示):

5’-ttggcgcgcccgataaccagaagc-3’(下划线部分为asci酶切位点);

引物amp-rv2(序列如seqidno.27所示):

5’-cgacgcgtggcgcgccatgagtattcaac-3’(下划线部分为mlui酶切位点)。

2)应用引物dr(up)-fw2和dr(down)-rv2扩增质粒载体上的dr-laci-mazf-spc-dr基因序列组件;

引物dr(up)-fw2(序列如seqidno.28所示):

5’-caggacgtccaaaattgaaaaaatggtgg-3’(下划线部分为sbfi酶切位点);

引物dr(down)-rv2(序列如seqidno.29所示):

5’-cgaggcctgatccccctatgcaagggtttattg-3’(下划线部分为bspei酶切位点)。

3)应用引物epr(front)-fw和epr(front)-rv从枯草芽孢杆菌基因组dna上扩增epr基因上游同源臂序列(epr-front);

引物epr(front)-fw(序列如seqidno.30所示):

5’-cgacgcgttgtatcagtcactctg-3’(下划线部分为mlui酶切位点);

引物epr(front)-rv(序列如seqidno.31所示):

5’-caggacgtcctggctccgataatccctgcgac-3’(下划线部分为sbfi酶切位点)。

4)应用引物epr(back)-fw和epr(back)-rv从枯草芽孢杆菌基因组dna上扩增vpr基因下游同源臂序列(epr-back);

引物epr(back)-fw(序列如seqidno.32所示):

5’-cgaggcctttcaaagtcttctccaagg-3’(下划线部分为bspei酶切位点);

引物epr(back)-rv(序列如seqidno.33所示):

5’-ttggcgcgcccgtcttcaaattggtgctcttcac-3’(下划线部分为asci酶切位点)。

5)将上述扩增的dna片段经酶切处理后用t4dna连接酶进行连接,得到重组质粒piefepr2。

(2)以pmd18t-echa为模板,应用引物echa-fw/echa-rv对外源基因echa进行pcr扩增。pcr扩增程序同上。将扩增产物进行双酶切处理,插入到piefepr2(epr基因位点整合质粒)的sali/noti位点,构建得到重组质粒piefepr-echa

引物echa-fw(序列如seqidno.34所示):

5’-atccgcgtcgacatgacgattcgccgccctgaagattttaaac-3’(下划线部分为sali酶切位点);

引物echa-rv(序列如seqidno.35所示):

5’-ttatagcggccgcttaatgatgatgatgatgatgtctgaatgc-3’(下划线部分为noti酶切位点)。

(3)应用引物pgrac-fw/phod-rv从pgrac-sphoddna序列组件上pcr扩增得到pgrac-sphodcassette,经双酶切处理后插入到质粒piefepr-echanhei/sali位点,构建得到重组质粒piefepr-psphodecha(如图1所示)。

实施例3构建枯草芽孢杆菌工程菌

1、将上述构建的枯草芽孢杆菌整合载体转化大肠杆菌感受态细胞,提取重组质粒(如图2和3所示):

(1)重组质粒pdgief-psphoddhaa31转化大肠杆菌感受态细胞,提取重组质粒,通过化学转化法将重组质粒pdgief-psphoddhaa31线性化后,转化枯草芽孢杆菌感受态细胞,重组质粒与宿主基因组发生双交换同源重组,将目的基因整合至基因组amye位点。从含有壮观霉素的lb平板上挑选阳性克隆,将其接种到10mllb培养基中,37℃,200rpm培养24h,将培养物稀释,涂布于含有0.1mmiptg的固体lb平板,筛选出iptgs和spcr的单菌落,即为含有外源基因dhaa31的工程菌,命名为b.subtilis168-1。

(2)采用同样的方法,将卤醇脱卤酶基因(hhec)和环氧化物水解酶基因(echa)依次整合到工程菌b.subtilis168-1基因组的vprepr位点,构建得到工程菌b.subtilis168-2,工程菌b.subtilis168-3。

2、将上述工程菌在lb培养基中培养24h,收集上清液,用超滤管进行浓缩。

westernblot分析,结果表明上清中含有目的蛋白,其分子量与预测的蛋白分子量大小一致(如图4所示)。该结果证明,以上所述的3种基因在枯草芽孢杆菌中表达并分泌到胞外。

实施例4应用枯草芽孢杆菌工程菌降解1,2,3-三氯丙烷

1、工程菌b.subtilis168-3在lb液体培养基中过夜培养,然后经过5000g,10min离心处理,收集菌体,用mmy培养基洗2次,重悬菌体,将重悬后的菌液接种到含有10mm葡萄糖的50mlmmy培养基中,初始od600=0.05,分别加入1,2,3-三氯丙烷(tcp)、2,3-二氯-1-丙醇(dcp)和环氧氯丙烷(ech)至终浓度为2mm。37℃,220rpm条件下培养。在固定的时间间隔内提取1ml反应液,加入含有0.05mm正己醇的丙酮溶液(1:1),通过gc-ms色谱分析仪检测样品中的化合物成分及浓度。

2、化合物的浓度通过gc-ms色谱分析仪进行检测分析。样品从反应液中提取后加入含有0.05mm正己醇的丙酮溶液(1:1),取1ul样品进行gc分析。所用载气是氦气,升温程序如下:45℃,2min;然后以5℃/min的速度升到100℃,保持1min;再以20℃/min升到220℃,保持2min。用cd-acidwax(30m×0.25mm×0.25um)毛细管柱对化合物进行分离,并通过agilenttechnologies7890a(gcsystem)气象色谱分析仪所配的5975msd质谱检测器进行检测。

3、结果

枯草芽孢杆菌工程菌b.subtilis168-3对1,2,3-三氯丙烷的耐受性如图5所示。枯草芽孢杆菌工程菌培养上清粗酶液对1,2,3-三氯丙烷的降解结果如图6所示。枯草芽孢杆菌工程局菌对1,2,3-三氯丙烷、2,3-二氯-1-丙醇和环氧氯丙烷的降解作用如图7所示。

结果显示,在培养25天后,工程菌可以完全降解培养基中的1,2,3-三氯丙烷、2,3-二氯-1-丙醇和环氧氯丙烷(2mm)。说明构建的枯草芽孢杆菌工程菌可以降解1,2,3-三氯丙烷及其中间产物,实现1,2,3-三氯丙烷的完全矿化。

sequencelisting

<110>中山大学

<120>一种用枯草芽孢杆菌工程菌降解1,2,3-三氯丙烷的方法

<130>

<160>35

<170>patentinversion3.3

<210>1

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<212>dna

<213>合成的卤烷脱卤酶基因(dhaa31)

<400>1

atgtcagaaattggcacaggctttccgtttgatccgcattatgttgaagttctgggcgaa60

agaatgcattatgttgatgttggcccgagagatggcacaccggttctgtttctgcatggc120

aatccgacatcatcatatctgtggagaaatattattccgcatgttgcaccgtcacataga180

tgcattgcaccggatctgattggcatgggcaaatcagataaaccggatctggattacttc240

tttgatgatcatgttcgatacctggatgctttcattgaagcactgggcctggaagaagtt300

gttctggttattcatgattggggctcagcactgggctttcattgggcaaaaagaaatccg360

gaaagagttaaaggcattgcttgtatggagtttattagaccgtttccgacatgggatgaa420

tggccggaatttgcaagagaaacatttcaagcgtttagaacagcagatgttggcagagaa480

ctgattattgatcaaaatgcttttattgaaggcgcactgccgaaatatgttgttagaccg540

ctgacagaagttgagatggatcattatagagaaccgtttctgaaaccggttgatagagaa600

ccgctgtggagatttccgaacgagctgccgattgcaggcgaaccggcaaatattgttgca660

ctggttgaagcatatatgaattggctgcatcaatcaccggttccgaaactgctgttttgg720

ggcacaccgggctttattattccgccggcagaagcagcaagactggcagaatcactgccg780

aattgcaaaacagttgatattggccctggcctgcattttctgcaagaagataatccggat840

ctgattggctcagaaattgcaagatggctgccggcactgtaa882

<210>2

<211>293

<212>prt

<213>卤烷脱卤酶(haloalkanedehalogenase,dhaa31)

<400>2

metsergluileglythrglyphepropheaspprohistyrval

151015

gluvalleuglygluargmethistyrvalaspvalglyproarg

202530

aspglythrprovalleupheleuhisglyasnprothrserser

354045

tyrleutrpargasnileileprohisvalalaproserhisarg

505560

cysilealaproaspleuileglymetglylysserasplyspro

657075

aspleuasptyrphepheaspasphisvalargtyrleuaspala

808590

pheileglualaleuglyleuglugluvalvalleuvalilehis

95100105

asptrpglyseralaleuglyphehistrpalalysargasnpro

110115120

gluargvallysglyilealacysmetglupheileargprophe

125130135

prothrtrpaspglutrpprogluphealaarggluthrphegln

140145150

alapheargthralaaspvalglyarggluleuileileaspgln

155160165

asnalapheilegluglyalaleuprolystyrvalvalargpro

170175180

leuthrgluvalglumetasphistyrargglupropheleulys

185190195

provalasparggluproleutrpargpheproasngluleupro

200205210

ilealaglygluproalaasnilevalalaleuvalglualatyr

215220225

metasntrpleuhisglnserprovalprolysleuleuphetrp

230235240

glythrproglypheileileproproalaglualaalaargleu

245250255

alagluserleuproasncyslysthrvalaspileglyprogly

260265270

leuhispheleuglngluaspasnproaspleuileglyserglu

275280285

ilealaargtrpleuproalaleu

290

<210>3

<211>765

<212>dna

<213>合成的卤醇脱卤酶基因(hhec)

<400>3

atgtctacagcaatcgttacaaatgttaaacattttggcggcatgggctcagcacttcgc60

cttagcgaagcaggacatacggttgcttgtcatgatgagtcttttaaacaaaaagatgaa120

cttgaagcatttgcagaaacgtatcctcaacttaaacctatgtcagaacaagaaccggca180

gaactgatcgaagcagttacgtcagcctacggacaagttgatgttctggtttctaatgac240

atctttgcacctgaatttcaaccgatcgataaatatgcagttgaagattatcgtggagca300

gttgaagcacttcaaattcgcccgtttgcactggttaatgcagttgcatctcagatgaaa360

aaacgcaaatcaggccatattatctttatcacgagcgcaacaccgtttggaccgtggaaa420

gaactgtccacttatacgagcgcacgcgcaggcgcatctacgctggcaaatgcactgtct480

aaagaattaggcgaatataatattccggtttttgcaatcggacctaattacttacatagc540

gaagatagcccttatttttatccgacggaaccgtggaaaacgaatcctgaacatgttgca600

catgttaaaaaagttacagcacttcaacgcttaggcacacaaaaagaattgggcgaactt660

gttgcatttctggcaagcggctcttgcgattatctgacgggccaagtattttggctggct720

ggaggctttcctatgatcgaacgctggccgggaatgccggaataa765

<210>4

<211>254

<212>prt

<213>卤醇脱卤酶(halohydrindehalogenase,hhec)

<400>4

metserthralailevalthrasnvallyshispheglyglymet

151015

glyseralaleuargleuserglualaglyhisthrvalalacys

202530

hisaspgluserphelysglnlysaspgluleuglualapheala

354045

gluthrtyrproglnleulysprometsergluglngluproala

505560

gluleuileglualavalthrseralatyrglyglnvalaspval

657075

leuvalserasnaspilephealaproglupheglnproileasp

808590

lystyralavalgluasptyrargglyalavalglualaleugln

95100105

ileargprophealaleuvalasnalavalalaserglnmetlys

110115120

lysarglysserglyhisileilepheilethrseralathrpro

125130135

pheglyprotrplysgluleuserthrtyrthrseralaargala

140145150

glyalaserthrleualaasnalaleuserlysgluleuglyglu

155160165

tyrasnileprovalphealaileglyproasntyrleuhisser

170175180

gluaspserprotyrphetyrprothrgluprotrplysthrasn

185190195

progluhisvalalahisvallyslysvalthralaleuglnarg

200205210

leuglythrglnlysgluleuglygluleuvalalapheleuala

215220225

serglysercysasptyrleuthrglyglnvalphetrpleuala

230235240

glyglypheprometilegluargtrpproglymetproglu

245250

<210>5

<211>885

<212>dna

<213>合成的环氧化物水解酶(echa)基因

<400>5

atgacgattcgccgccctgaagattttaaacattatgaagttcaacttcctgatgttaaa60

atccattatgttcgcgaaggcgcaggcccgacgctgctgttactgcatggctggccgggc120

ttttggtgggaatggtctaaagttatcggacctcttgcagaacattatgatgttatcgtt180

ccggatctgagaggctttggagattcagaaaaaccggatcttaatgatctgtctaaatat240

agccttgataaagcagcagatgatcaagcagcacttctggatgcactgggaatcgaaaaa300

gcctatgttgttggccatgattttgcagcaatcgttctgcataaattcatccgcaaatat360

agcgatagagttatcaaagcagcaatctttgatcctatccaaccggattttggaccggtt420

tattttggcttaggacatgttcatgaaagctggtattcacaatttcatcaactggatatg480

gcagttgaagttgttggctctagccgcgaagtttgcaaaaaatattttaaacatttcttt540

gatcattggagctatagagatgaactgcttacagaagaagaacttgaagttcatgttgat600

aattgcatgaaacctgataatatccacggcggctttaattattatcgcgcaaatattcgc660

cctgatgcagcactgtggacggacctggatcatacaatgagtgacctgccggttacgatg720

atctggggactgggcgatacatgcgttccgtatgcacctcttatcgaatttgttcctaaa780

tattattctaattatacgatggaaacgatcgaagattgcggccattttcttatggttgaa840

aaaccggaaatcgcaatcgatagaatcaaaacggcattcagataa885

<210>6

<211>294

<212>prt

<213>环氧化物水解酶(epoxidehydrolase,echa)

<400>6

metthrileargargprogluaspphelyshistyrgluvalgln

151015

leuproaspvallysilehistyrvalarggluglyalaglypro

202530

thrleuleuleuleuhisglytrpproglyphetrptrpglutrp

354045

serlysvalileglyproleualagluhistyraspvalileval

505560

proaspleuargglypheglyaspserglulysproaspleuasn

657075

aspleuserlystyrserleuasplysalaalaaspaspglnala

808590

alaleuleuaspalaleuglyileglulysalatyrvalvalgly

95100105

hisaspphealaalailevalleuhislyspheilearglystyr

110115120

seraspargvalilelysalaalailepheaspproileglnpro

125130135

asppheglyprovaltyrpheglyleuglyhisvalhisgluser

140145150

trptyrserglnphehisglnleuaspmetalavalgluvalval

155160165

glyserserarggluvalcyslyslystyrphelyshisphephe

170175180

asphistrpsertyrargaspgluleuleuthrgluglugluleu

185190195

gluvalhisvalaspasncysmetlysproaspasnilehisgly

200205210

glypheasntyrtyrargalaasnileargproaspalaalaleu

215220225

trpthraspleuasphisthrmetseraspleuprovalthrmet

230235240

iletrpglyleuglyaspthrcysvalprotyralaproleuile

245250255

gluphevalprolystyrtyrserasntyrthrmetgluthrile

260265270

gluaspcysglyhispheleumetvalglulysprogluileala

275280285

ileaspargilelysthralaphearg

290

<210>7

<211>38

<212>dna

<213>引物pgrac-fw

<400>7

acactagctagcagctattgtaacataatcggtacggg38

<210>8

<211>29

<212>dna

<213>引物pgrac-rv

<400>8

taacgcggatccttcctcctttaattggg29

<210>9

<211>28

<212>dna

<213>引物phod-fw

<400>9

taacgcggatccatggcatacgacagtc28

<210>10

<211>30

<212>dna

<213>引物phod-rv

<400>10

gcgccggtcgacagcatttacttcaaaggc30

<210>11

<211>180

<212>dna

<213>pgrac启动子序列

<400>11

agctattgtaacataatcggtacgggggtgaaaaagctaacggaaaagggagcggaaaag60

aatgatggatcactagaaaattttttaaaaaatctcttgacattggaagggagatatgtt120

attataagaatagcggaattgtgagcggataacaattcccaattaaaggaggaaggatcc180

<210>12

<211>168

<212>dna

<213>phod信号肽

<400>12

atggcatacgacagtcgttttgatgaatgggtacagaaactgaaagaggaaagctttcaa60

aacaatacgtttgaccgccgcaaatttattcaaggagcggggaagattgcaggactttct120

cttggattaacgattgcccagtcggttggggcctttgaagtaaatgct168

<210>13

<211>348

<212>dna

<213>包含启动子和信号肽的dna序列组件pgrac-phodcassette

<400>13

agctattgtaacataatcggtacgggggtgaaaaagctaacggaaaagggagcggaaaag60

aatgatggatcactagaaaattttttaaaaaatctcttgacattggaagggagatatgtt120

attataagaatagcggaattgtgagcggataacaattcccaattaaaggaggaaggatcc180

atggcatacgacagtcgttttgatgaatgggtacagaaactgaaagaggaaagctttcaa240

aacaatacgtttgaccgccgcaaatttattcaaggagcggggaagattgcaggactttct300

cttggattaacgattgcccagtcggttggggcctttgaagtaaatgct348

<210>14

<211>43

<212>dna

<213>引物dhaa31-fw

<400>14

atccgcgtcgacatgtcagaaattggcacaggctttccgtttg43

<210>15

<211>44

<212>dna

<213>引物dhaa31-rv

<400>15

tattagcggccgcttaatgatggtgatgatgatgcagtgccggc44

<210>16

<211>24

<212>dna

<213>引物maze-fw

<400>16

ttggcgcgcccgataaccagaagc24

<210>17

<211>29

<212>dna

<213>引物amp-rv1

<400>17

cgtggccaggcgcgccatgagtattcaac29

<210>18

<211>27

<212>dna

<213>引物dr(up)-fw

<400>18

ggactagtaaaattgaaaaaatggtgg27

<210>19

<211>33

<212>dna

<213>引物dr(down)-rv

<400>19

cgacgcgtgatccccctatgcaagggtttattg33

<210>20

<211>29

<212>dna

<213>引物vpr(front)-fw

<400>20

cgtggccaggatcattcgctttctgcttg29

<210>21

<211>30

<212>dna

<213>引物vpr(front)-rv

<400>21

ggactagtatccgactgtccagccgttcgg30

<210>22

<211>28

<212>dna

<213>引物vpr(back)-fw

<400>22

cgacgcgtcaataacaaagaagttgagc28

<210>23

<211>30

<212>dna

<213>引物vpr(back)-rv

<400>23

ttggcgcgcccggtcaaaacctggcttgac30

<210>24

<211>32

<212>dna

<213>引物hhec-fw

<400>24

atccgcgtcgacatgtctacagcaatcgttac32

<210>25

<211>38

<212>dna

<213>引物hhec-rv

<400>25

taatagcggccgcttaatgatgatgatgatgatgttcc38

<210>26

<211>24

<212>dna

<213>引物maze-fw

<400>26

ttggcgcgcccgataaccagaagc24

<210>27

<211>29

<212>dna

<213>引物amp-rv2

<400>27

cgacgcgtggcgcgccatgagtattcaac29

<210>28

<211>29

<212>dna

<213>引物dr(up)-fw2

<400>28

caggacgtccaaaattgaaaaaatggtgg29

<210>29

<211>33

<212>dna

<213>引物dr(down)-rv2

<400>29

cgaggcctgatccccctatgcaagggtttattg33

<210>30

<211>24

<212>dna

<213>引物epr(front)-fw

<400>30

cgacgcgttgtatcagtcactctg24

<210>31

<211>32

<212>dna

<213>引物epr(front)-rv

<400>31

caggacgtcctggctccgataatccctgcgac32

<210>32

<211>27

<212>dna

<213>引物epr(back)-fw

<400>32

cgaggcctttcaaagtcttctccaagg27

<210>33

<211>34

<212>dna

<213>引物epr(back)-rv

<400>33

ttggcgcgcccgtcttcaaattggtgctcttcac34

<210>34

<211>43

<212>dna

<213>引物echa-fw

<400>34

atccgcgtcgacatgacgattcgccgccctgaagattttaaac43

<210>35

<211>43

<212>dna

<213>引物echa-rv

<400>35

ttatagcggccgcttaatgatgatgatgatgatgtctgaatgc43

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