产角蛋白酶植物内生菌的筛选与鉴定

以不同植物的内生菌为出发菌株进行产角蛋白酶菌株的筛选,通过脱脂牛奶平板、高压蒸煮后的羽毛摇瓶实验及未经处理鸡毛摇瓶实验筛选到一株能够在48h内降解未经高压蒸煮的鸡毛的内生菌,该菌株来源于樟树叶片。通过形态学观察、生理生化实验结合16S rDNA基因序列分析的方法确定该菌株为蜡样芽孢杆菌,命名为Bacillus cereus Z-3。以不同的角蛋白为底物进行发酵培养,酶活力测定结果显示该酶降解角蛋白能力由强到弱的顺序为鸡毛、羊毛、头发。     

利用胶原水解物制备枯草芽孢杆菌ATCC6633角蛋白酶的研究

本研究中,我们在碱性条件下采用商业蛋白酶水解制革厂的铬鞣革屑。随后进行了一些化学的分析并且测定处理铬鞣革屑后得到的胶原水解物的氨基酸组成。胶原水解物可以作为碳和氮的来源生产枯草芽孢杆菌ATCC6633角蛋白酶。在pH7．0和pH10．0,搅拌速率200rpm时,采用不同浓度的胶原水解液（1％～5％w／v）进行培养发酵。角蛋白酶的最佳工艺条件是：含有1％水解物（w／v）在pH7．0条件下发酵36小时以及含有3％水解物（w／v）在pH10．0条件下发酵24小时。     

角蛋白酶改性对大米蛋白水解产物起泡性质和结构特征的影响

本研究采用角蛋白酶对大米蛋白进行酶解改性,测定不同水解度大米蛋白水解产物的起泡性,氨基酸组成,并用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、圆二色谱和内源性荧光对其结构进行表征。结果表明,角蛋白酶能够显著提高大米蛋白在中性条件下的蛋白回收率（P < 0.05）。大米蛋白水解产物的起泡性随水解时间增加呈先增加后下降的趋势,起泡稳定性无显著性变化。相比未水解的大米蛋白,大米蛋白水解产物中甜味氨基酸、鲜味氨基酸含量显著增加（P < 0.05）。SDS-PAGE结果表明,大米蛋白水解产物主要由分子量低于20 kDa的多肽构成。相比未水解的大米蛋白,大米蛋白水解产物二级结构中的α螺旋和β折叠比例明显下降,而无规则卷曲比例显著增加（P < 0.05）,这表明大米蛋白水解产物的二级结构更加柔性、松散。内源性荧光结果表明,经角蛋白酶水解后大米蛋白有更多的疏水性氨基酸暴露出来。本研究将为大米蛋白产品的开发和利用提供理论依据。     

微生物角蛋白酶在纳米粒子制备中的应用

金纳米粒子传统制备主要采用物理或化学方法,存在着过程复杂、条件苛刻、化学试剂用量高等缺点,而生物法由于环境友好、作用条件温和等特性逐步受到关注。本研究利用角蛋白酶的还原性制备金纳米粒子,恒温反应,分别对反应过程中氯金酸浓度、酶添加量和反应时间三个因素进行优化,并通过动态光散射（DLS）、zeta电位分析、透射电镜（TEM）及红外吸收光谱（FTIR）对制备的金纳米粒子进行表征。结果表明：在1mmol/L的氯金酸溶液中加入1400U角蛋白酶,反应5h得到的金纳米胶体在550nm左右的吸收峰最显著,反应收率达到85%。红外吸收光谱分析显示3100~3500cm^-1处的酰胺N—H键的不对称伸缩振动峰和1650cm^-1处的酰胺Ⅰ带,证明角蛋白酶本身参与了金纳米粒子的合成,所得纳米金的粒径在30nm以下,zeta电位值为-13mV,粒子之间没有聚集。该方法具有良好的稳定性和可操作性,为金纳米粒子的绿色化制备提供了一种新途径。     

多序列比对在克隆表达一株未知芽孢杆菌角蛋白酶基因中的应用

为克隆表达一株未知芽孢杆菌的角蛋白酶基因,本文对芽孢杆菌属来源的13个角蛋白酶基因进行了分类比对,并设计简并引物,成功筛选出一株未知芽孢杆菌的角蛋白酶基因,在大肠杆菌中克隆表达,最后通过SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)分析和酶活测定验证表达成功,同时还确立重组大肠杆菌BL21(pET-28a-Ker)的最佳诱导温度为20℃,经过0.5 mmol/L IPTG (isopropylthio-galactoside)诱导16 h后,粗酶液中的角蛋白酶酶活达到389.7 U/mL。本文证明了通过多序列比对而设计的角蛋白酶简并引物的有效性,且该方法能够简化角蛋白酶的研究和开发。     

羊毛角蛋白酶和蛋白酶两浴法防毡缩整理研究

为提高羊毛防毡缩性能,采用Stenotrophomonas maltophilia(嗜麦芽窄食单胞菌)产角蛋白酶、蛋白酶Savinase 16L以及这两种酶两浴法分别处理羊毛,对比考察其对羊毛毡缩率、强力和减量率的影响。结果表明,两种酶两浴法处理后,羊毛的防毡缩性能提升显著,减量率大幅提升,但羊毛纤维损伤严重。另外,从羊毛表面的Zeta电位和羊毛弱酸性染料低温恒温染色试验结果发现,经两种酶两浴法处理后,羊毛纤维表面的正电荷增加,染料的上染率和K/S值提高。     

枯草芽孢杆菌产角蛋白酶的发酵过程优化

为了实现重组角蛋白酶在基因工程菌Bacillus subtilis WB600中的高效生产,在3 L发酵罐中对发酵条件和补料策略进行了优化,建立了补料分批发酵工艺。研究发现,两阶段控制pH,前6小时控制pH 7.0,后期控制pH 8.0、DO 20%,发酵过程以葡萄糖为流加碳源,7~11 h以μ为0.15 h-1指数流加、12~15 h以μ为0.1 h-1指数流加、16~27 h恒速流加葡萄糖3 g/(L·h),在30 L发酵罐水平上,27 h酶活达到864 U/mL,生产强度为31.8 U/(mL·h),国外报道的酶活达到2 900 mL,酶活在国内属领先水平,为重组枯草芽孢杆菌产角蛋白酶的工业化生产打下了坚实的基础。     

羊绒超声波-角蛋白酶法抗起毛起球性能研究

针对羊绒服饰在穿着过程中起毛起球现象的存在,采用超声波-角蛋白酶协同处理方法,改变后处理工艺的各项技术参数,使羊绒纤维表层鳞片趋于光滑,减少起毛起球现象的发生。结果表明：当后处理液在超声频率为40 kHz、功率为900 W作用下,角蛋白酶用量为3.0%、酶处理时间为30 min、酶处理温度为50℃,羊绒织物颜色变化、碱溶度、织物顶破强力损失率和手感都在合理范围内,抗起毛起球性能可达到3.5级,符合羊绒制品的服用性能要求。     

角蛋白降解菌Keratinibaculum paraultunense对废弃羽毛的发酵特性研究

采用角蛋白降解菌Keratinibaculum paraultunense厌氧发酵废弃羽毛,以全培养基、无机盐培养基和纯水培养基分别进行发酵,测定了发酵过程中角蛋白酶的酶活、羽毛的降解率、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量。研究发现,羽轴比羽枝更难被降解,但羽轴粉碎后,能达到同样的降解效果。采用无机盐培养基发酵时,主要降解产物是可溶性蛋白,含量可达0.93 mg/mL;而采用全培养基发酵时,主要发酵产物是角蛋白酶和游离氨基酸,当羽毛底物量提高到100 g/L,角蛋白酶的酶活高达11 179 U/mL。角蛋白降解菌K. paraultunense能快速高效地降解高浓度的废弃羽毛,可生产大量的可溶性蛋白和高活力的角蛋白酶。     

响应面法优化芽孢杆菌CJPE209产角蛋白酶发酵培养基的研究

采用响应面法对芽孢杆菌（Bacillus sp.）CJPE209产角蛋白酶的发酵培养基组分进行优化。在前期单因素优化的基础上利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产酶的2个显著性因素：羽毛粉、蔗糖。在此基础上,采用最陡爬坡试验确定中心复合试验的中心点,然后对其他不显著因素进行最低添加量试验以降低生产成本和简化培养基组分。利用中心复合试验,得到预测最佳培养基组成为羽毛粉5.6 g/L、蔗糖13.6 g/L、尿素5.0 g/L、KH2PO4 0.4 g/L、MgSO4 1.44 g/L、CaCl2 1.1 g/L、NaCl 5.0 g/L,预测角蛋白酶酶活为501.9 U/mL。用预测最佳培养基来进行发酵验证试验,结果实际角蛋白酶酶活为503.5 U/mL,表明模型能较好的预测发酵后酶活。