本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，涉及一種嗜熱菌來源的酯酶突變體及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、塑料制品難以降解，長時間存在于自然環(huán)境中，對生態(tài)系統(tǒng)的危害十分嚴重，影響了生物多樣性，可能導致一些物種的滅絕或遷徙。塑料制品在自然環(huán)境中分解時，會釋放出微小顆粒和有毒氣體，對空氣質(zhì)量造成負面影響，可能危害人類健康。聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)是由對苯二甲酸(terephthalic?acid，ta)、己二酸(adipic?acid，aa)和1,4-丁二醇(butanediol，bd)縮聚而成的脂肪族-芳香族共聚酯，目前是應(yīng)用最為廣泛的生物可降解聚酯材料之一。由于pbat的分子結(jié)構(gòu)中帶有柔性的脂肪鏈和剛性的芳香環(huán)，使其兼具良好的可生物降解性能和機械性能，適用于薄膜類生產(chǎn)，例如作為農(nóng)用地膜應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，是一種解決“白色污染”的理想代替材料，具有較好的發(fā)展前景。
2、目前，對廢棄塑料的處理方法主要涵蓋物理法、化學法和生物法。在物理法方面，主要考慮采用焚燒和填埋這兩種手段。填埋是將廢棄塑料垃圾掩埋在垃圾場內(nèi)，以防止其向周圍環(huán)境擴散。然而，由于塑料的半衰期較長，它在地下長時間存在，可能引發(fā)土壤和地下水的污染，對動植物的生存條件造成潛在威脅。
3、化學法則是通過水解、糖酵解等反應(yīng)將高分子塑料分解成單體，并隨后合成全新的塑料產(chǎn)品。然而，采用化學法處理塑料通常需要強堿或強酸，可能會產(chǎn)生環(huán)境污染物。此外，高活性催化劑和高溫條件的需求也會導致能源消耗較高，且產(chǎn)物混合物分離相對困難，這些因素限制了該方法在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用。
4、相比之下，生物法則依賴于自然界中微生物的代謝能力，將高分子塑料分解成小分子單體。與物理和化學方法相比，生物降解更加環(huán)保友好。微生物降解的核心在于酶的催化作用，采用酶法進行聚酯塑料的生物降解是一種高效、溫和、環(huán)保的解決途徑。生物法降解塑料是一種具備潛力的可持續(xù)解決方案，能夠更為有效地降解廢棄塑料，減少對生態(tài)環(huán)境的不良影響。
5、三酰甘油脂肪酶家族的tcur-lipase在降解聚酯類塑料pbat方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，突變體顯著提升了對其膜片的降解活性。這一發(fā)現(xiàn)為聚酯類塑料的降解研究提供了更為堅實的理論基礎(chǔ)和實驗支持，進而對維護綠色生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了重要而積極的影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種嗜熱菌來源的酯酶突變體及其應(yīng)用。
2、第一方面，本發(fā)明提供了蛋白質(zhì)，為如下a1)-a6)中任一種：
3、a1)將seq?id?no：4所示的氨基酸序列上第211位氨基酸殘基突變，且去除n端標簽序列，其他位置的氨基酸殘基不變，得到具有pbat水解酶活性的蛋白；
4、a2)將seq?id?no：4所示的氨基酸序列上第211和256位氨基酸殘基突變，且去除n端標簽序列，其他位置的氨基酸殘基不變，得到具有pbat水解酶活性的蛋白；
5、a3)將seq?id?no：4所示的氨基酸序列上第211位氨基酸殘基突變，其他位置的氨基酸殘基不變，得到具有pbat水解酶活性的蛋白；
6、a4)將seq?id?no：4所示的氨基酸序列上第211和256位氨基酸殘基突變，其他位置的氨基酸殘基不變，得到具有pbat水解酶活性的蛋白；
7、a5)所示蛋白為在a1)-a4)中任一所示蛋白中除了所述突變氨基酸殘基外，其他氨基酸殘基同源性大于99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性，且具有pbat水解酶活性的蛋白；
8、a6)在a1)-a2)任一所述蛋白的n端或/和c端連接標簽得到的融合蛋白質(zhì)。
9、上文所述蛋白質(zhì)中，所述第211位氨基酸殘基突變?yōu)榈?11位天冬酰胺突變?yōu)楸彼幔?/p>
10、所述第211和256位氨基酸殘基突變?yōu)榈?11位天冬酰胺突變?yōu)楸彼?，且?56位天冬氨酸突變?yōu)楸彼帷?/p>
11、上文所述蛋白質(zhì)中，
12、所述a3)所示的蛋白質(zhì)的氨基酸序列為seq?id?no：6；
13、所述a4)所示的蛋白質(zhì)的氨基酸序列為seq?id?no：8。
14、第二方面，本發(fā)明提供了與第一方面所述蛋白質(zhì)相關(guān)的生物材料，為下述b1)至b4)中的任一種：
15、b1)編碼第一方面所述蛋白質(zhì)的核酸分子；
16、b2)含有b1)所述核酸分子的表達盒；
17、b3)含有b1)所述核酸分子的重組載體、或含有b2)所述表達盒的重組載體；
18、b4)含有b1)所述核酸分子的重組微生物、或含有b2)所述表達盒的重組微生物、或含有b3)所述重組載體的重組微生物。
19、上文所述生物材料中，b1)所述核酸分子為如下b1)或b2)或b3)或b4)：
20、b1)編碼序列是序列表中seq?id?no：5或seq?id?no：7所示的cdna分子或dna分子；
21、b2)序列表中seq?id?no：5或seq?id?no：7所示的dna分子；
22、b3)與b1)或b2)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且編碼第一方面所述蛋白質(zhì)的cdna分子或dna分子；
23、b4)在嚴格條件下與b1)或b2)或b3)限定的核苷酸序列雜交，且編碼第一方面所述蛋白質(zhì)的cdna分子或dna分子。
24、第三方面，本發(fā)明提供了一種水解pbat的方法，包括如下步驟：利用第一方面所述蛋白質(zhì)處理pbat，實現(xiàn)pbat的水解。
25、上文中，所述處理在60℃下進行，在本發(fā)明的實施例中，處理的ph值為10.0，處理時間為24h。
26、第四方面，本發(fā)明提供了第一方面所述蛋白質(zhì)在如下任一中的應(yīng)用：
27、c1)催化pbat水解；
28、c2)制備pbat降解劑。
29、第五方面，本發(fā)明提供了第二方面所述生物材料在如下任一中的應(yīng)用：
30、c1)催化pbat水解；
31、c2)制備pbat降解劑。
32、本發(fā)明的實驗證明，本發(fā)明利用結(jié)構(gòu)分析及定點突變技術(shù)將野生型tcur-lipase進行突變，得到了tcur-lipase突變體n211a、n211a/d256a，改變野生型tcur-lipase酶活性低的問題，有效提高tcur-lipase降解聚酯塑料pbat的活性，提升tcur-lipase的降解效果。本發(fā)明tcur-lipase突變體提高了pbat的降解效率，工業(yè)化應(yīng)用前景良好。
1.蛋白質(zhì)，為如下a1)-a6)中任一種：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白質(zhì)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蛋白質(zhì)，其特征在于：
4.與權(quán)利要求1-3中任一所述蛋白質(zhì)相關(guān)的生物材料，為下述b1)至b4)中的任一種：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物材料，其特征在于：b1)所述核酸分子為如下b1)或b2)或b3)或b4)：
6.一種水解pbat的方法，包括如下步驟：利用權(quán)利要求1-3中任一所述蛋白質(zhì)處理pbat，實現(xiàn)pbat的水解。
7.權(quán)利要求1-3任一所述蛋白質(zhì)在如下任一中的應(yīng)用：
8.權(quán)利要求4或5所述生物材料在如下任一中的應(yīng)用：