一种多环芳烃降解菌膜囊泡及其制备方法与应用

本发明涉及微生物学领域，尤其涉及一种多环芳烃降解菌膜囊泡及其制备方法与应用。

背景技术：

1、多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，pahs）是重要的环境和食品污染物，其生物毒性、热稳定性与疏水性随着苯环数的增加而增加，四环及四环以上的高分子量pahs（hmw-pahs）的生物降解难度大大高于低环pahs。由于hmw-pahs具有很高的细胞毒性，目前已知的微生物对其降解的能力都十分有限，由此造成细胞活性低、生长抑制、降解效率低等问题。革兰氏阴性菌新鞘氨醇杆菌novosphingobium pentaromativorans us6-1对pahs具有强大的降解能力，可以利用包括菲（phenanthrene，phe）、芘（pyrene，pyr）、屈烯（chrysene）、苯并[a]蒽（benz[a]anthracene）、苯并[b]荧蒽（benzo[b]fluoranthene）和苯并[a]芘（benzo[a]pyrene，bap）在内的2-5环的pahs为唯一碳源生长。然而，us6-1对5环的bap的降解则存在着启动缓慢与降解停滞的现象。该菌在bap胁迫下，生长缓慢、降解受滞、胞内活性氧水平上升、ph值下降，表明us6-1虽然能够降解bap，但无法完全解除bap生物毒性造成的代谢限制。因此，需要通过外援手段协助us6-1更好地应对bap胁迫造成的氧化压力，从而提高其对bap的降解效率。

2、目前已报道的协助细菌应对bap氧化压力的方式主要有两种：一是对细菌进行内源工程改造，通过基因工程的手段在细菌胞内过表达与抗氧化相关的蛋白；二是外源添加还原当量——还原型谷胱甘肽（gsh）。然而，这两种方案均存在一定的局限性，例如，细菌抗氧化涉及的蛋白种类较多，通过基因工程手段对细菌进行改造会使细菌的代谢负担加重，产生不明确的负面影响；而gsh在环境中易受温度、ph等理化因素的影响而造成其稳定性不可控。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种多环芳烃降解菌膜囊泡及其制备方法与应用，以应对苯并[a]芘氧化压力。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、细菌膜囊泡（membrane vesicles，mvs）在产生过程中，装载了蛋白质、核酸、脂质和信号分子等化合物后被释放到环境中，根据其装载物的不同，mvs可在营养物质摄取、核酸传递、细胞间通信和应激反应等过程中发挥重要作用。

4、一种多环芳烃降解菌膜囊泡，所述膜囊泡是从多环芳烃降解菌中分离的膜囊泡。

5、所述多环芳烃降解菌为革兰氏阴性菌。

6、所述多环芳烃降解菌为新鞘氨醇杆菌（us6-1）。

7、所述的一种多环芳烃降解菌膜囊泡的制备方法，包括以下步骤：将培养的多环芳烃降解菌的菌液高速离心并弃去沉淀收集上清液，然后过滤、离心浓缩得到上清浓缩液，将所述上清浓缩液进行超速离心，弃去上清，沉淀即为膜囊泡。

8、所述多环芳烃降解菌的培养基为添加葡萄糖的mm2无机盐培养基。

9、活细菌，所述活细菌能够分泌所述的多环芳烃降解菌膜囊泡。

10、所述的多环芳烃降解菌膜囊泡在应对多环芳烃引发的氧化压力中的应用。

11、所述膜囊泡协助降解菌抵御降解苯并[a]芘过程中产生的氧化压力。

12、相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

13、本发明首次分离并纯化一株多环芳烃降解菌分泌的膜囊泡。制备的膜囊泡具有良好的协助降解菌抵御降解bap过程中产生的氧化压力的效果，有望应用于多环芳烃生物降解的实践中。

技术特征：

1.一种多环芳烃降解菌膜囊泡，其特征在于：所述膜囊泡是从多环芳烃降解菌中分离的膜囊泡。

2.如权利要求1所述的一种多环芳烃降解菌膜囊泡，其特征在于：所述多环芳烃降解菌为革兰氏阴性菌。

3.如权利要求1所述的一种多环芳烃降解菌膜囊泡，其特征在于：所述多环芳烃降解菌为新鞘氨醇杆菌us6-1。

4.权利要求1、2或3所述的一种多环芳烃降解菌膜囊泡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将培养的多环芳烃降解菌的菌液高速离心并弃去沉淀收集上清液，然后过滤、离心浓缩得到上清浓缩液，将所述上清浓缩液进行超速离心，弃去上清，沉淀即为膜囊泡。

5.如权利要求4所述的一种多环芳烃降解菌膜囊泡的制备方法，其特征在于：所述多环芳烃降解菌的培养基为添加葡萄糖的mm2无机盐培养基。

6.活细菌，其特征在于：所述活细菌能够分泌权利要求1、2或3所述的多环芳烃降解菌膜囊泡。

7.权利要求1、2或3所述的多环芳烃降解菌膜囊泡在应对多环芳烃引发的氧化压力中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述膜囊泡协助降解菌抵御降解苯并[a]芘过程中产生的氧化压力。

技术总结
一种多环芳烃降解菌膜囊泡及其制备方法与应用，涉及微生物学领域，从多环芳烃降解菌中分离纯化的具有辅助细菌应对苯并[a]芘氧化压力的膜囊泡（MVs），所述多环芳烃降解菌为新鞘氨醇杆菌Novosphingobium pentaromativorans US6‑1；将培养的多环芳烃降解菌的菌液高速离心并弃去沉淀收集上清液，然后过滤、离心浓缩得到上清浓缩液，然后超速离心，沉淀即为膜囊泡。本发明首次分离并纯化多环芳烃降解菌分泌的MVs，制得的MVs可作为递送载体向受体菌递送抗氧化功能的生物分子，并且具有良好的协助降解菌抵御降解苯并[a]芘过程中产生的氧化压力的效果。

技术研发人员：田蕴,段赛菲,潘启桦
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17