[发明专利]一种降解四环素类抗生素的基因及其编码的酶蛋白

说明书

本发明涉及一种降解四环素类抗生素的基因及其编码的酶蛋白，属于生物基因工程技术领域，所述基因具有如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，所述酶蛋白具有如SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列，所述基因及其编码的酶蛋白均有望应用于降解环境中的四环素类抗生素，为从基因层面和蛋白层面解决四环素类抗生素的降解问题提供了新的途径，通过基因或蛋白的形式对四环素类抗生素进行降解，有利于降低环境中耐药基因传播的风险，避免了降解菌株直接投放造成的tde基因从工程菌传播到致病菌带来的人类健康安全威胁。

技术领域

本发明涉及一种降解四环素类抗生素的基因及其编码的酶蛋白，属于生物基因工程技术领域。

背景技术

四环素类抗生素是我国畜禽饲养业中生产量和使用量最大的一类抗生素，仅在1999年，我国四环素类抗生素使用量就高达9413吨，到2003年我国土霉素的产量占世界总产量的65%，多西环素产量排在世界第一。2013年我国四环素类抗生素的总使用量已高达12000吨。由于吸收率较低，服用后大量四环素类抗生素以母体或活性代谢物的形式随尿液和粪便进入环境，使得动物粪肥和养殖场周边环境蓄积了大量的四环素类抗生素。四环素类抗生素的大量使用和排放促进了四环素耐药菌和相关耐药基因的产生和传播。四环素类抗生素通过食物链逐级传递到人体内，长期低剂量的抗生素摄取，除了会干扰人体内正常的肠道菌群，还可能导致临床“超级细菌”的产生，部分药物还含有致畸、致癌、致突变等作用，严重危害人的生理健康。

而目前解决环境中蓄积的抗生素的方法主要为生物降解法和非生物降解法两种。非生物降解法包括高温堆肥降解、光电催化降解、氧化降解等，但具有专一性差、成本高、易导致二次污染等缺点。生物降解法是四环素类抗生素的主要降解途径，也是目前比较经济有效的方法。常规的生物降解法一般是筛选降解菌株，但降解菌株易造成耐药基因的扩散，该方法存在一定的风险。因此，挖掘具有降解四环素类抗生素活性的生物物质具有重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种降解四环素类抗生素的基因及其编码的酶蛋白，旨在从基因层面和蛋白层面寻找降解四环素类抗生素的新方向，为解决环境中四环素类抗生素的残留问题提供新的安全的解决方案，从而避免四环素类抗生素耐药基因传播的生物风险。

为了实现上述目的，本发明提供了一种降解四环素类抗生素的基因，所述基因具有如SEQ ID NO: 1所示的核苷酸序列。

在本技术方案中，还公布了扩增上述基因的全长或其任一片段的引物对，所述引物对的序列如SEQ ID NO: 2和SEQ ID NO: 4所示。

同时，本发明还提供了上述基因编码的酶蛋白，所述酶蛋白具有如SEQ ID NO: 4所示的氨基酸序列。

经研究发现，由该核苷酸组成的基因是一种tet(X)-like基因，但与tet(X)基因有较大不同，仅有89%的核苷酸相似性（tet(X)编码一种黄素单加氧酶，可以使四环素类药物发生羟基化，生成不稳定的中间产物，从而发生快速自发降解），因此将tet(X)-like基因命名为tde（Tetracycline degrading enzyme），其编码的蛋白命名为TDE。

在本技术方案中，还涉及含有上述基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。

在本技术方案中，上述基因可应用于降解环境中的四环素类抗生素。

优选的，上述基因应用于降解环境中的四环素。

在本技术方案中，上述酶蛋白可应用于降解环境中的四环素类抗生素。

优选的，上述酶蛋白应用于降解环境中的四环素。