本發(fā)明屬于蛋白工程，尤其涉及復合型重金屬吸附劑制備及其應用。

背景技術：

1、重金屬污染對整個生態(tài)環(huán)境造成了巨大的影響，水環(huán)境中的重金屬污染更是直接關乎到人類身體健康。污染水中的主要重金屬包括銅、鋅、鎘、鉛、鎳等，其中鎘和鉛均為非必需元素，鎘是水生環(huán)境毒性最強的重金屬，而鉛對人體沒有任何已知的生化益處，兩者都應該從污染環(huán)境中全部去除。

2、碳水化合物是參與許多生命過程的生物分子。碳水化合物活性酶中提供碳水化合物結合親和力的區(qū)域稱為碳水化合物結合模塊(cbm)，cbm是研究蛋白質-碳水化合物識別機制的優(yōu)秀模型系統(tǒng)。

3、金屬硫蛋白(metallothioneins，mts)廣泛存在于各種生物體中，是一類富含半胱氨酸(cys)可被鎘、銅、鋅、鉛或汞等金屬誘導表達的低分子量蛋白。

4、目前還沒有關于基于cbm和原生動物金屬硫蛋白結合用于構建復合型重金屬吸附劑的相關報道。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供復合型重金屬吸附劑制備及其應用，本發(fā)明的融合蛋白能夠與纖維素結合，用于構建復合型重金屬吸附劑。

2、本發(fā)明提供了融合蛋白，包括自c端至n端順次連接的cbm和金屬硫蛋白；所述金屬硫蛋白包括mtt1、mtt5、tm1或tm2；所述mtt1的氨基酸序列如seq?id?no.1所示；所述mtt5的氨基酸序列如seq?id?no.2所示；所述tm1的氨基酸序列如seq?id?no.3所示；所述tm2的氨基酸序列如seq?id?no.4所示；所述cbm的氨基酸序列如seq?id?no.5所示。

3、本發(fā)明還提供了核酸分子，編碼上述方案所述融合蛋白。

4、本發(fā)明還提供了重組載體，插入有上述方案所述的核酸分子。

5、本發(fā)明還提供了宿主細胞，包含上述方案所述的重組載體。

6、本發(fā)明還提供了一種復合型重金屬吸附劑，以纖維素為基質，吸附有上述方案所述融合蛋白。

7、本發(fā)明還提供了上述方案所述復合型重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：將纖維素和含有上述方案所述融合蛋白的溶液混合，進行吸附，得到復合型重金屬吸附劑。

8、本發(fā)明還提供了上述方案所述的融合蛋白、所述核酸分子、所述重組載體、所述宿主細胞、所述復合型重金屬吸附劑或者所述制備方法制備得到的復合型重金屬吸附劑在以下至少一種中的應用：1)重金屬吸附；2)重金屬富集；3)重金屬污染治理。

9、優(yōu)選的，所述重金屬包括pb2+和/或cd2+。

10、本發(fā)明還提供了一種重金屬吸附或重金屬富集的方法，包括以下步驟：

11、將上述方案所述復合型重金屬吸附劑或者所述制備方法制備得到的復合型重金屬吸附劑和含有重金屬的物品混合，進行吸附。

12、本發(fā)明還提供了一種重金屬污染治理的方法，包括以下步驟：將上述方案所述復合型重金屬吸附劑或者所述制備方法制備得到的復合型重金屬吸附劑施用于待治理的土壤或水體，進行吸附。

13、本發(fā)明提供了融合蛋白，包括自c端至n端順次連接的cbm和金屬硫蛋白；所述金屬硫蛋白包括mtt1、mtt5、tm1或tm2。本發(fā)明中，mtt1、mtt5、tm1和tm2具有重金屬離子誘導偏好，其中，mtt1來源的纖維素復合吸附劑結合更多的cd2，而mtt5，tm1，tm2來源的纖維素復合吸附劑結合更多的pb2+離子；cbm具有優(yōu)良的吸附纖維素的性能。本發(fā)明利用cbm與金屬硫蛋白構建融合蛋白，所述融合蛋白能夠與纖維素結合，對纖維素進行改性，從而制備效果優(yōu)良的的復合型重金屬吸附劑，有效治理重金屬離子cd2+、pb2+污染。

技術特征：

1.融合蛋白，其特征在于，包括自c端至n端順次連接的cbm和金屬硫蛋白；所述金屬硫蛋白包括mtt1、mtt5、tm1或tm2；所述mtt1的氨基酸序列如seq?id?no.1所示；所述mtt5的氨基酸序列如seq?id?no.2所示；所述tm1的氨基酸序列如seq?id?no.3所示；所述tm2的氨基酸序列如seq?id?no.4所示；所述cbm的氨基酸序列如seq?id?no.5所示。

2.核酸分子，其特征在于，編碼權利要求1所述融合蛋白。

3.重組載體，其特征在于，插入有權利要求2所述的核酸分子。

4.宿主細胞，包含權利要求4所述的重組載體。

5.一種復合型重金屬吸附劑，其特征在于，以纖維素為基質，吸附有權利要求1所述融合蛋白。

6.權利要求5所述復合型重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.權利要求1所述的融合蛋白、權利要求2所述核酸分子、權利要求3所述重組載體、權利要求4所述宿主細胞、權利要求5所述復合型重金屬吸附劑或者權利要求6所述制備方法制備得到的復合型重金屬吸附劑在以下至少一種中的應用：1)重金屬吸附；2)重金屬富集；3)重金屬污染治理。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述重金屬包括pb2+和/或cd2+。

9.一種重金屬吸附或重金屬富集的方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.一種重金屬污染治理的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明提供了復合型重金屬吸附劑制備及其應用，屬于蛋白工程技術領域。本發(fā)明提供了融合蛋白，包括自C端至N端順次連接的CBM和金屬硫蛋白；所述金屬硫蛋白包括MTT1、MTT5、TM1或TM2。本發(fā)明中，MTT1、MTT5、TM1、TM2具有重金屬離子結合偏好；CBM具有優(yōu)良的吸附纖維素的性能。本發(fā)明利用CBM與金屬硫蛋白構建融合蛋白，所述融合蛋白能夠與纖維素結合，對纖維素進行改性，從而制備效果優(yōu)良的的復合型重金屬吸附劑，有效治理重金屬離子Cd<supgt;2+</supgt;和Pb<supgt;2+</supgt;污染。

技術研發(fā)人員：王偉,雷溫梁,趙旭升,許靜
受保護的技術使用者：山西大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2