專利名稱：一株合成酸性氨基甲酸乙酯水解酶的奇異變形桿菌及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一株奇異變形桿菌及其應(yīng)用，特別是一株產(chǎn)酸性氨基甲酸乙酯水解酶的奇異變形桿菌的篩選鑒定及其粗酶提取物降解氨基甲酸乙酯特性的研究。
背景技術(shù)：
氨基甲酸乙酯(Ethyl Carbamate, EC)，在醫(yī)學(xué)上有重要用途，曾一度被用作治療多發(fā)性骨髓瘤及慢性骨髓性白血病，以及作為麻醉劑使用。近年研究發(fā)現(xiàn)，氨基甲酸乙酯是一種人類潛在致癌物質(zhì)，可導(dǎo)致肺癌、淋巴癌、肝癌等疾病，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)在2007年把氨基甲酸乙酯列為2A類致癌物。氨基甲酸乙酯是一種伴隨發(fā)酵食品(如酒精飲料、豆醬、醬油等)的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，對(duì)食品安全和生物體健康都有著嚴(yán)重的影響和危害。面對(duì)氨基甲酸乙酯所造成的食品安全問(wèn)題，以微生物及酶降解實(shí)現(xiàn)食品中氨基甲酸乙酯的無(wú)危害化，是較理想的解決方案。奇異變形桿菌(Proteus mirabilis)廣泛存在于水、土壤腐敗的有機(jī)物以及人和動(dòng)物的腸道中。在腸道中一般不致病。能迅速分解尿素。此屬細(xì)菌的O抗原與某些立克次體的部分抗原有交叉，可替代立克次體抗原與患者血清作凝集反應(yīng)，此反應(yīng)稱為外斐試驗(yàn)，用于某些立克次體病的輔助診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一株合成酸性氨基甲酸乙酯水解酶的奇異變形桿菌(Proteusmirabilis)SW03,已于2012年10月19日保藏于中國(guó)典型微生物菌種保藏管理中心，保藏編號(hào)為CCTCC M2012416,保藏地址為中國(guó)武漢武漢大學(xué)。菌體的形態(tài)學(xué)特征為菌落圓形，表面干燥光滑，邊緣規(guī)則，培養(yǎng)時(shí)間小于3天菌落為透明，大于三天培養(yǎng)菌落為黃色半透明，菌落大小O. 2-0. 5mm,可用營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基通氣培養(yǎng)或用MRS培養(yǎng)基厭氧靜置培養(yǎng)。菌體革蘭氏陰性，有莢膜，1000X顯微鏡下觀察細(xì)胞呈短桿狀，見(jiàn)附

圖1。所述奇異變形桿菌分離自成年雌性小鼠胃部，其保藏條件如下從生長(zhǎng)良好的平板上挑取單菌落轉(zhuǎn)接入營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中，在30°C，200rpm,培養(yǎng)16h，取500 μ L培養(yǎng)液移入含有500 μ L40%甘油的保藏管中，置于_80°C冰箱保存。上述的營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基為二型營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基,配方為蛋白胨IOg,牛肉膏IOg,氯化鈉5g，蒸餾水1L，如需固體培養(yǎng)基，再添加2%瓊脂。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述奇異變形桿菌粗酶液的提取方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述奇異變形桿菌的應(yīng)用，其合成的酸性氨基甲酸乙酯水解酶可以在PH小于5的條件下快速分解發(fā)酵食品中的副產(chǎn)物氨基甲酸乙酯并產(chǎn)生乙醇和氨氣。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述奇異變形桿菌在酸性環(huán)境下分解尿素的應(yīng)用，其合成的酸性脲酶可以在PH小于5的條件下快速分解發(fā)酵食品中的副產(chǎn)物尿素并產(chǎn)生二氧化碳和氨氣以及其脲酶活性的檢測(cè)方法。本發(fā)明提供的奇異變形桿菌能合成氨基甲酸乙酯水解酶以及脲酶，在PH4. 8時(shí)具有最高酶活，能在酸性條件下快速分解氨基甲酸乙酯以及尿素。在pH為4. 8的條件下，其氨基甲酸乙酯水解酶酶活為11. 7U/g，脲酶酶活為10. 2U/g。說(shuō)明書(shū)附1奇異變形桿菌Proteus mirabilis顯微照片圖2pH對(duì)奇異變形桿菌氨基甲酸乙酯水解酶酶活的影響
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :奇異變形桿菌篩選方法將25g每只5周大雌性昆明小鼠進(jìn)行五天的強(qiáng)飼氨基甲酸乙酯溶液(200mg/kgbody weight/day)后解剖，并用濃度為O. 9%的生理鹽水沖洗小鼠胃腸道組織，取組織懸浮液ImL于1000 Xg下離心IOmin,取上清液接種于富集培養(yǎng)基中(牛肉浸膏IOg,蛋白胨IOg,NaC15g,氨基甲酸乙酯10g，水lOOOmL，pH7. 0)，30°C下通氣培養(yǎng)20h。培養(yǎng)液于2000Xg離心5分鐘，取上清涂布于篩選培養(yǎng)基(牛肉浸膏10g，蛋白胨10g，NaC15g,氨基甲酸乙酯30g，瓊脂20g，水lOOOmL，pH5. 0)中培養(yǎng)三天。挑選菌落形態(tài)較大的菌株轉(zhuǎn)移到營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中培養(yǎng)20h后進(jìn)行保藏。 挑取_80°C保藏的菌株在營(yíng)養(yǎng)肉湯瓊脂固體培養(yǎng)基上劃線，于37°C培養(yǎng)24h后，挑取單菌落接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯液體培養(yǎng)基中，37°C在轉(zhuǎn)速為200rpm的搖床培養(yǎng)24h，離心5min (12000rpm, 4°C )后收集菌體，再用ρΗ7· O的磷酸鹽緩沖液重懸浮菌體至0. lg/mL。通過(guò)超聲破碎進(jìn)行酶粗提液的提取，對(duì)粗酶液進(jìn)行氨基甲酸乙酯水解酶酶活測(cè)定檢測(cè)到一株具有氨基甲酸乙酯水解酶的活性的菌株，通過(guò)16S rDNA序列分析可知該菌株為一株奇異變形桿菌，已于2012年10月19日保藏于中國(guó)典型微生物菌種保藏管理中心，保藏編號(hào)為CCTCC M2012416,保藏地址為中國(guó)武漢武漢大學(xué)。。實(shí)施例2 :奇異變形桿菌中氨基甲酸乙酯水解酶粗酶液的提取方法挑取_80°C保藏的菌株在營(yíng)養(yǎng)肉湯瓊脂固體培養(yǎng)基上劃線,于37°C培養(yǎng)24h后,挑取單菌落接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯液體培養(yǎng)基中，37°C在轉(zhuǎn)速為200rpm的搖床培養(yǎng)24h，收集菌液50mL于冷凍高速離心機(jī)中低溫離心IOmin (lOOOOrpm, 4°C )后收集菌體，菌體沉淀中加入相同菌液體積的50mM PBS或50mM Tris-HCl (緩沖液pH應(yīng)根據(jù)所篩選的蛋白穩(wěn)定范圍選取)重懸洗滌三次。再用PH7. O的PBS緩沖液懸浮菌體至0. lg/mL。將菌液在_80°C冰凍，室溫融解，反復(fù)凍融三次，由于細(xì)胞內(nèi)冰粒形成和剩余細(xì)胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)破碎。將反復(fù)凍融的菌液，置于冰水浴中進(jìn)行超聲破碎，超聲條件25W，工作2S，間隔2S，重復(fù)工作lOmin，直至菌體溶液變清澈為止，大約花費(fèi)時(shí)間20min。將菌體超聲破碎后于低溫離心機(jī)中離心IOmin (lOOOOrpm, 4°C ),將上清液轉(zhuǎn)移到干凈的Eppendorf管中，低溫保存。實(shí)施例3 :氨基甲酸乙酯水解酶粗酶液的酶活檢測(cè)方法氨基甲酸乙酯水解酶粗酶液酶活檢測(cè)方法的原理是利用在一定條件下，氨基甲酸乙酯降解酶科將氨基甲酸乙酯分解生成乙醇，氨氣和二氧化碳。氨與苯酚-次氯酸鈉反應(yīng)形成靛酚藍(lán)顯藍(lán)色，用分光光度計(jì)在630nm處測(cè)其吸光值，分析氨的生成量，從而得到氨基甲酸乙酯水解酶的酶活。酶活測(cè)定試劑的配制顯色劑1:稱取15g苯酚和O. 625g亞硝基鐵氰化鈉用超純水定容至250mL顯色劑I1:稱取13. 125g氫氧化鈉和7. 5mL次氯酸鈉用超純水定容至250mL終止劑稱取IOg三氯乙酸用超純水定容至IOOmLNH4+標(biāo)準(zhǔn)溶液制備lmL氨水溶于超純水中并定容至145mL,配成O. lmol/L的NH4+溶液，并以此為母液，用超純水將之稀釋并配制成O.1mmol/L、0. 2mmol/L、0. 3mmol/L、O. 4mmol/L、0. 5mmol/L 的 NH4+ 標(biāo)準(zhǔn)溶液。氨離子標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制分別精確移取ImL NH4+標(biāo)準(zhǔn)梯度液置于順序編號(hào)的IOmL比色管中。37°C下恒溫保溫15min，立即吸取ImL終止劑于比色管中，振蕩混勻。再依次加入ImL顯色劑I和顯色劑II，強(qiáng)烈振蕩，使之充分混勻，反應(yīng)20min。超純水定容至10mL，在630nm下比色測(cè)定OD值，以O(shè)D值為縱坐標(biāo)，NH4+梯度為橫坐標(biāo)作圖，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。酶活的測(cè)定取兩支IOmL比色管,分別加入ImL酶液和超純水。然后在兩管中分別加入ImL超純水，在37°C恒溫水浴箱中反應(yīng)15min后，在兩管各加入ImL三氯乙酸終止劑，混勻后加入ImL的顯色劑I和ImL顯色劑II，強(qiáng)烈震蕩，繼續(xù)在37°C恒溫水浴箱中保溫20min后取出，用超純水稀釋到10mL,630nm處比色,并記錄OD值。酶活計(jì)算公式酶活力=Δ OD630 XnXkX 10/15式中AOD63tl :酶反應(yīng)后樣品測(cè)定與空白試驗(yàn)光密度值之差η:酶活測(cè)定液稀釋倍數(shù)k:標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的倒數(shù)10 ImL樣品液稀釋至IOmL的倍數(shù)15 :酶反應(yīng)的時(shí)間(min)(酶反應(yīng)的時(shí)間為15min)酶活定義酶活力定義在常壓、37°C條件下每分鐘分解底物產(chǎn)生I μ mol氨為一個(gè)酶活力單位。實(shí)施例4 :氨基甲酸乙酯水解酶粗酶液最適pH的確定按下表配置緩沖溶液，其溶液pH值以酸度計(jì)測(cè)定值為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一株合成酸性氨基甲酸乙酯水解酶的奇異變形桿菌SW03 (Proteus mirabilisSW03)，于2012年10月19日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號(hào)為CCTCC N0:M2012416。
2.權(quán)利要求1所述的奇異變形桿菌，其特征是能耐受3%(w/v)氨基甲酸乙酯。
3.權(quán)利要求1所述的奇異變形桿菌，其特征是能夠合成氨基甲酸乙酯水解酶及脲酶。
4.權(quán)利要求1-3任一所述的奇異變形桿菌應(yīng)用于氨基甲酸乙酯水解酶的生產(chǎn)。
5.權(quán)利要求1-3任一所述的奇異變形桿菌應(yīng)用于氨基甲酸乙酯的降解。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一株合成酸性氨基甲酸乙酯水解酶的奇異變形桿菌(Proteusmirabilis)SW03，已于2012年10月19日保藏于中國(guó)典型微生物菌種保藏管理中心，保藏編號(hào)為CCTCC M2012416。該奇異變形桿菌SW03能夠在酸性環(huán)境下快速降解氨基甲酸乙酯和尿素，對(duì)發(fā)酵食品中氨基甲酸乙酯的消除起到了積極的作用。
文檔編號(hào)A62D101/28GK103045514SQ20121057842
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者陳堅(jiān), 堵國(guó)成, 方芳, 張繼冉 申請(qǐng)人:江南大學(xué)