[发明专利]降解吲哚的重组表达载体及其构建方法与应用

说明书

本发明公开了一种降解吲哚的重组表达载体的构建方法，其通过将组成型启动子PthrC、来源于海氏肠球菌的氧化酶基因ycnE与还原酶基因ydgI构建到表达载体pet28a，得到所述重组表达载体。本发明还公开了降解吲哚的重组表达载体构建重组大肠杆菌的方法。本发明的重组大肠杆菌用于降解吲哚，能处理0‑200mg/L浓度范围的吲哚，在厌氧条件下48小时的吲哚降解率可达50％，降解效率高于天然吲哚降解菌海氏肠球菌GDIAS‑5，也显著高于现有技术的重组大肠杆菌，具有较好地应用前景。

技术领域

本发明涉属于分子生物领域。更具体地说，本发明涉及一种降解吲哚的重组表达载体及其应用。

背景技术

动物粪便中的吲哚是由肠道微生物代谢产生的。在动物肠道中，吲哚是通过色氨酸代谢途径生成的。随着畜禽养殖的规模化和集约化，动物粪便中吲哚的含量逐渐增加，对环境和公共卫生带来了潜在的威胁。因此，需要采取有效的治理措施来降低动物粪便中吲哚的含量。

目前，治理动物粪便中的吲哚主要采用生物降解的方法。微生物降解吲哚是其中的一种方法。通过筛选出能够高效降解吲哚的菌株和功能基因，利用发酵技术进行大规模产酶，可以有效地治理动物粪便中的吲哚。目前已有一些研究报道了能够降解吲哚的微生物菌株，如贪铜菌、不动杆菌、海氏肠球菌等。但这些菌大部分只能好氧降解吲哚，无法适应畜禽养殖中粪污堆积的缺氧除臭场景。而能厌氧降解吲哚的海氏肠球菌也存在培养成本高的问题。通过遗传工程改造在大肠杆菌等工程菌株中重构吲哚降解系统是一个有希望的方向。如专利公开号CN114438148A公开了一种利用单加氧酶ycnE降解吲哚和/或吲哚酮产生靛红的方法，吲哚的降解率仅有25％，吲哚的降解率较低。

总的来说，微生物降解吲哚是治理动物粪便中吲哚的一种有效方法。目前已有一些微生物菌株和协同作用的微生物组合被发现，这些研究为治理动物粪便中吲哚提供了一定的理论和技术基础。未来的研究还需要进一步探索微生物降解吲哚的机制、优化微生物降解的条件，并开发出更加高效、经济、环保的技术来治理动物粪便中的吲哚。因此，筛选或者对现有菌株进行改造以获取绿色高效的吲哚降解菌株具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的一个目的是提供一种降解吲哚的重组表达载体，其在导入大肠杆菌(E.coli)BL21(DE3)后，可将大肠杆菌培养基质中的吲哚降解。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种降解吲哚的重组表达载体的构建方法，将组成型启动子PthrC、来源于海氏肠球菌的氧化酶基因ycnE与还原酶基因ydgI构建到表达载体pet28a，得到所述重组表达载体。

优选的是，组成型启动子PthrC、氧化酶基因ycnE与还原酶基因ydgI连接，构成PthrC-ydgI-ycnE片段；利用EcoRI和XbaI酶进行双酶切将PthrC-ydgI-ycnE片段连接至质粒pet28a，得到所述重组表达载体。

优选的是，组成型启动子PthrC序列如SEQ ID NO.1所示，氧化酶基因ycnE序列如SEQ ID NO.2所示，还原酶基因ydgI序列如SEQ ID NO.3所示。

一种降解吲哚的重组表达载体，通过上述的构建方法制得。

一株降解吲哚的重组大肠杆菌，其包含上述的重组表达载体。

一株降解吲哚的重组大肠杆菌的构建方法，所述重组表达载体通过热击转入大肠杆菌，得到重组大肠杆菌。

降解吲哚的重组大肠杆菌的应用，用于降解大肠杆菌培养基质中包含的吲哚。

优选的是，吲哚的浓度为0-0.2g/L。

优选的是，重组大肠杆菌的培养温度为30-37℃，转速为120-250rpm，培养时间为4-48h。