技术特征：
1.一种高效吸附和生物矿化重金属离子的基因工程菌，其特征在于，所述工程菌含有吸附系统和矿化系统；所述吸附系统含有第一锚定蛋白和重金属吸附蛋白，或者含有第一锚定蛋白和重金属吸附多肽；所述矿化系统含有第二锚定蛋白和碳酸酐酶。2.如权利要求1所述的高效吸附和生物矿化重金属离子的基因工程菌，其特征在于，所述重金属吸附蛋白为植物螯合素或金属硫蛋白；所述重金属吸附多肽为六聚组氨酸或cp2多肽。3.如权利要求1所述的高效吸附和生物矿化重金属离子的基因工程菌，其特征在于，所述第一锚定蛋白和第二锚定蛋白各自独立地选自锚定蛋白pir1、锚定蛋白cwp110、锚定蛋白cwp3或锚定蛋白cwp6。4.一种高效吸附和生物矿化重金属离子的基因工程菌的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)从解脂耶氏酵母的基因组中扩增出第一锚定蛋白基因，扩增得到重金属结合蛋白或多肽基因片段；通过无缝克隆的方式将第一锚定蛋白基因片段以及重金属结合蛋白或多肽基因片段与载体相连，得到第一重组质粒；(2)将步骤(1)得到的第一重组质粒整合进解脂耶氏酵母基因组，并回收标记；即将所述第一重组质粒在整合同源臂片段处线性化回收，然后转化进入解脂耶氏酵母菌株感受态细胞，再通过诱导实现细菌dna和筛选标记在酵母基因组中的去除从而实现标记回收，得到第一重组菌株；(3)扩增碳酸酐酶目的基因和来源于解脂耶氏酵母的第二锚定蛋白基因，再通过重叠延伸pcr的方法扩增出两者的融合片段，然后将alpha信号肽与该融合片段相连，再与步骤(1)所述的载体连接，得到第二重组质粒；(4)将步骤(3)得到的第二重组质粒整合入步骤(2)所述的第一重组菌株中，并回收标记；即将所述第二重组质粒在整合同源臂片段处线性化回收，然后转化进入解脂耶氏酵母菌株感受态细胞，再通过诱导实现细菌dna和筛选标记在酵母基因组中的去除从而实现标记回收，得到第二重组菌株，即为所述基因工程菌。5.如权利要求1-3任一项所述的高效吸附和生物矿化重金属离子的基因工程菌在重金属污染修复中的应用。6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：(1)将所述基因工程菌培养后加入含有重金属离子的溶液中，所述基因工程菌表达的重金属结合蛋白或多肽与第一锚定蛋白以融合蛋白的形式展示在细胞外膜上，所述重金属结合蛋白或多肽与溶液中的重金属离子结合，实现重金属离子的吸附；(2)加入含有co2的碱性缓冲液，所述基因工程菌表达的碳酸酐酶与第二锚定蛋白以融合蛋白的形式展示在细胞表面，所述碳酸酐酶通过催化co2水合得到hco
3-，hco
3-在碱性条件下进一步生成co
32-，从而诱导重金属离子的矿化，即完成重金属离子的吸附和矿化。7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述重金属离子为pb
2+
、hg
2+
、ni
2+
、cd
2+
和co
2+
中的至少一种。8.如权利要求6或7所述的应用，其特征在于，步骤(2)之后，收集重金属盐沉淀。
技术总结
本发明涉及广谱、高效吸附并偶联生物矿化去除重金属离子的工程菌，涉及属于微生物基因工程及生物矿化领域。本发明以解脂耶氏酵母为表达宿主，利用细胞表面展示系统，构建了一种集重金属离子吸附-生物矿化于一体的工程菌，含有吸附系统和矿化系统；吸附系统含有第一锚定蛋白和重金属吸附蛋白或多肽；矿化系统含有第二锚定蛋白和碳酸酐酶。本发明将此基因工程菌应用于修复重金属污染修复，在反应2h后，工程菌对铅离子、汞离子、镍离子、镉离子、钴离子等诸多重金属离子都具有良好的吸附效果，且实现重金属离子吸附后的工程菌还能进行生物矿化。因此，本发明的菌株在重金属环境污染治理领域具有较好的工业应用前景。领域具有较好的工业应用前景。领域具有较好的工业应用前景。
技术研发人员：闫云君 杨凯欣 解晓慢 焦梁成 杨敏 代姝函 朱梦琴
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2022.09.28
技术公布日：2022/12/6