热休克蛋白Hsp44-22及其应用

本发明涉及热休克蛋白hsp44-22及其应用，属于基因工程。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是塑料的一种，因其具有高机械强度、低透气性、重量轻、成本价格低等优点，目前已在全世界范围内得到了广泛的应用。大量pet废弃物在自然状态下难以降解，导致pet在全球生态体系中积累使得土地营养成分流失土壤板结，并且大量漂流在海洋上的塑料会对海洋生态系统造成不利影响。

2、生物降解技术因其具有绿色无污染以及成本低等优势，而逐渐成为塑料降解领域的研究热点。已报到的微生物对pet的降解效率普遍偏低，如ideonella sakaiensis 201-f6对聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的降解速率为0.13mg/d(science,2016,351:1196-1199)。在常温(30-35℃)下，pet链处于不活跃状态，与降解酶的结合率大大降低，从而影响了pet降解效果。目前，pet降解酶在高温环境是对pet的降解效率明显高于常温状态，如lcc、iccg、角质酶等(biochemistry 2018,57:1190-1200)。随着基因工程技术的发展，人们逐渐意识到提高pet降解菌的耐热性，获得耐热性pet降解菌，可实现pet的快速降解。然而，常用的可作为宿主的微生物适宜的培养温度相对较低，因此，提高pet降解菌的耐热性对于提高菌株pet降解能力具有重要的意义。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、本发明提供了一种热休克蛋白hsp44-22，旨在提高宿主菌的环境耐受性及其对pet的利用度应用，将热休克蛋白编码基因hsp44-22克隆并构建重组表达载体，将重组表达载体转入宿主菌中过表达热休克蛋白hsp44-22，以提高提高宿主菌的环境耐受性及其对pet的利用度。

3、[技术方案]

4、本发明提供了表达热休克蛋白hsp44-22的重组微生物细胞。

5、在一种实施方式中，所述热休克蛋白hsp44-22来源于科恩氏菌jq3，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

6、在一种实施方式中，所述热休克蛋白hsp44-22的编码基因(hsp44-22)的核苷酸序列如seq id no.1所示。

7、在一种实施方式中，所述微生物包括但不限于科恩氏菌或大肠杆菌。

8、在一种实施方式中，所述科恩氏菌jq3的保藏编号为cctcc no：m 20211351，已公开于公开号为cn115044510b的专利中。

9、在一种实施方式中，所述微生物是大肠杆菌bl21(de3)。

10、在一种实施方式中，以pbbr1mcs-2为表达载体表达所述热休克蛋白hsp44-22。

11、本发明还提供了所述重组微生物在降低环境中pet含量方面的应用。

12、在一种实施方式中，所述应用是将所述重组微生物在含pet的环境中培养。

13、在一种实施方式中，所述pet在培养体系中的含量≥5mg/ml；尤其是5～25mg/ml。

14、在一种实施方式中，所述应用是将所述重组微生物在含pet的培养基中，于37～50℃培养至少12h。

15、本发明还提供了热休克蛋白hsp44-22在提高宿主菌的环境耐受性和/或对pet的利用度中的应用。

16、在一种实施方式中，所述应用是将所述热休克蛋白hsp44-22在宿主菌中过表达。

17、在一种实施方式中，所述应用是以pbbr1mcs-2为表达载体表达所述热休克蛋白hsp44-22。

18、在一种实施方式中，所述宿主菌包括但不限于科恩氏菌和大肠杆菌。

19、在一种实施方式中，所述环境耐受性包括但不限于：不低于50℃生长环境的耐受性，弱酸环境耐受性，弱碱环境耐受性，含nacl的环境耐受性。

20、在一种实施方式中，所述环境耐受性包括但不限于耐受较高的培养温度。

21、在一种实施方式中，所述环境耐受性是耐受≥40℃，或≥50℃的培养温度。

22、在一种实施方式中，所述环境耐受性是耐受50℃～70℃的培养温度。

23、在一种实施方式中，所述环境耐受性是耐受ph5～9的培养环境。

24、在一种实施方式中，所述环境耐受性是耐受含金属离子和糠醛的培养环境；所述金属离子包括但不限于cu2+、ca2+、co2+、zn2+、mn2+、mg2+、ni2+中的一种或多种。

25、在一种实施方式中，所述pet利用度是指消耗环境中pet的能力。

26、在一种实施方式中，所述pet包括但不限于pet制品粉碎后制备的pet粉末。

27、在一种实施方式中，所述应用是将所述热休克蛋白hsp44-22在微生物细胞中表达，使表达所述热休克蛋白hsp44-22的重组微生物在40℃～60℃，尤其是45～55℃的环境下培养一段时间后的细胞浓度相比在25℃～35℃的环境下或相比未表达热休克蛋白hsp44-22的菌株在相同条件下培养后的细胞浓度更高。

28、有益效果：本发明提供了热休克蛋白hsp44-22在提高宿主菌抗逆性方面的新用途，通过在宿主菌中过表达热休克蛋白hsp44-22，使重组菌在高温、高酸、高碱、高盐、高浓度金属离子和高浓度糠醛等胁迫条件下的抗性大大增加，能够提高宿主菌在多种逆境下的生存能力。进一步地，在科恩氏菌中过表达热休克蛋白hsp44-22可促进菌株在50℃下利用pet进行快速生长。

技术特征：

1.重组微生物细胞，其特征在于，过表达热休克蛋白hsp44-22；所述热休克蛋白hsp44-22具有如seq id no.2所示的氨基酸序列。

2.根据权利要求1所述的重组微生物细胞，其特征在于，所述微生物包括但不限于科恩氏菌或大肠杆菌。

3.根据权利要求2所述的重组微生物细胞，其特征在于，所述科恩氏菌是科恩氏菌jq3；所述大肠杆菌是大肠杆菌bl21(de3)。

4.根据权利要求1～3任一所述的重组微生物细胞，其特征在于，以pbbr1mcs-2为表达载体表达所述热休克蛋白hsp44-22。

5.一种降低pet含量的方法，其特征在于，将权利要求1～4任一所述的重组微生物细胞在含pet的环境中培养。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述重组微生物在含pet的培养基中，于37～50℃培养至少12h。

7.热休克蛋白hsp44-22在提高宿主菌的环境耐受性和/或对pet的利用度中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将seq id no.2所示的热休克蛋白hsp44-22在宿主菌中过表达；所述宿主菌包括但不限于科恩氏菌或大肠杆菌。

9.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述环境耐受性包括但不限于(a)～(c)中的一种或多种：

10.根据权利要求7～9任一所述的应用，其特征在于，所述pet利用度是指消耗环境中pet的能力。

技术总结
本发明公开了热休克蛋白Hsp44‑22及其应用，属于基因工程技术领域。本发明将科恩氏菌来源的热休克蛋白在科恩氏菌或大肠杆菌中过表达，显著提高了菌株在不同胁迫条件下的耐受性，使重组菌在高温、高酸、高碱、高盐、高浓度金属离子和高浓度糠醛等胁迫条件下的抗性大大增加，同时提高了菌株对PET的利用能力，使菌株能够在含PET的培养基中快速生长，为PET塑料制品的降解提供了新的思路。

技术研发人员：吴敬,颜正飞,蔡忆梅
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5