[发明专利]有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法和有机磷降解酶基多功能催化剂及其应用

说明书

本发明提供了一种有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法和有机磷降解酶基多功能催化剂及其应用，本发明的制备方法包括将复合型蛋黄壳结构纳米材料直接加入到具有亲和标签的有机磷降解酶的粗酶液中，经混合，分离后得到有机磷降解酶基多功能催化剂。本发明的有机磷降解酶基多功能催化剂制备方法操作简单，对酶纯度要求低，载体能够定向的与酶进行结合，制备的有机磷降解酶基多功能催化剂成本低，并且能够检测有机磷农药，还可级联降解有机磷农药，终产物对氨基苯酚具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及生物催化剂制备技术领域，特别涉及一种有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法。同时，本发明还涉及由该制备方法制备的有机磷降解酶基多功能催化剂，以及该有机磷降解酶基多功能催化剂在有机磷农药检测和降解中的应用。

背景技术

有机磷农药是广泛应用于农业杀虫的一种农药，有机磷农药中存在有大量的有机磷化合物，然而有机磷化合物是目前已知毒性较大的物质之一，大量应用有机磷农药对环境造成了很大的污染，对人类健康造成了严重的危害，所以对它进行检测和降解是十分重要的。

近年来，应用生物技术对有机磷农药进行生物降解的研究已经取得了重大进展。与传统方法的潜在缺点相比，生物方法更具吸引力。因为生物法破坏性更小，成本更低，但是其稳定性差，不能回收再利用，提纯步骤复杂及降解不彻底等弊端限制了它的应用。

众所周知，酶的固定化是解决酶催化不稳定和不能回收利用的一种有效方法，但是传统的固定化方法都需要酶在固定化之前经过提纯这一步骤。为了解决复杂的酶提纯步骤，往往对酶基因与组氨酸亲和标签的基因进行重组后再进行纯化。于是近年来基于固定化金属亲和色谱(IMAC)功能化的纳米粒子的蛋白分离提纯体系越来越受到重视。但是这种方法的步骤仍然是繁琐的，而且在使用螯合剂的时候金属酶活性中心的金属离子可能与螯合剂相互作用，会影响金属酶(比如有机磷降解酶)的活性。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法，使制备的有机磷降解酶基多功能催化剂可克服现有有机磷降解酶降解有机磷农药稳定性差以及降解产物不彻底的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法，该制备方法包括将复合型蛋黄壳结构纳米材料直接加入到具有亲和标签的有机磷降解酶的粗酶液中，经混合，分离后得到有机磷降解酶基多功能催化剂。

进一步的，所述复合型蛋黄壳结构纳米材料为Co/C@SiO₂@Ni/C。

进一步的，所述亲和标签包括组氨酸标签、半胱氨酸标签和色氨酸标签中的一种。

进一步的，所述有机磷降解酶的基因序列来自于土壤假单胞杆菌、黄杆菌或放射性农杆菌中的一种。

进一步的，混合采用摇床混合或搅拌混合，混合的时间为0.5-6h；分离采用离心分离或过滤分离。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法，利用自身富含过渡金属离子的复合型蛋黄壳结构纳米材料一步纯化固定化亲和标签标记的有机磷降解酶，将会有效解决酶催化中的稳定性差，不能回收利用及提纯复杂等缺点，如上制备方法操作简单，对酶纯度要求低，不需要对酶进行高成本的分离纯化，且载体能够定向的与酶进行结合，制备的有机磷降解酶基多功能催化剂可以用于检测有机磷农药，并且可对有机磷农药级联降解。

同时，本发明还提出了一种由如上的有机磷降解酶基多功能催化剂的制备方法制备的有机磷降解酶基多功能催化剂。

此外，本发明还提出了如上有机磷降解酶基多功能催化剂用于检测或降解有机磷农药的应用。

进一步的，检测有机磷农药的方法采用光学法检测。