羽毛降解菌DHW-06的分离鉴定及产酶特性研究

【目的】从土壤中分离筛选羽毛降解菌株,检测其产酶条件,研究其所产酶的酶学性质,以丰富角蛋白降解的菌株资源。【方法】从土壤样品中,以牛奶培养基和羽毛培养基筛选羽毛降解菌株,失重法测定羽毛降解率,并对筛选菌株进行形态观察、生理生化检测及16S rRNA序列鉴定。筛选菌株于37 ℃、180 r/min条件下,在以羽毛为唯一碳氮源的培养基中发酵,采用福林酚法测定其角蛋白酶活力,对培养时间（3,6,9,12,15,18,21和24 h）、接种量（体积分数1.5%,3.0%和6.0%）、发酵温度（22,27,32,37和42 ℃）及培养基初始pH（6.0,6.5,7.0,7.5和8.0）进行优化,并研究温度（30,40,50,60,70和80 ℃）、pH（6.0,7.0,8.0,9.0和10.0）、金属离子（K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺,Fe³⁺,Zn²⁺,Mn²⁺,Cu²⁺和Ni²⁺）、化学试剂（二硫基苏糖醇（DTT）、乙二胺四乙酸（EDTA）、苯甲基磺酰氟（PMSF）、十二烷基硫酸钠（SDS）、β-巯基乙醇、异丙醇和二甲基亚砜（DMSO））和不同底物（酪蛋白、角蛋白、牛血清蛋白、牛血红蛋白、天青角蛋白和羽毛粉）对角蛋白酶活力的影响。【结果】从高温处理的土壤样品中筛选到1株羽毛降解菌DHW 06,形态观察、生理生化检测及16S rRNA序列分析初步鉴定为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）。在培养时间10 h、接种量为体积分数3.0%、发酵温度37 ℃和培养基初始pH 6.5的条件下发酵,最大酶活力达到129.47 U/mL。酶学特性结果表明,该酶的最适反应温度为60 ℃,最适反应pH为8.0,在30~50 ℃时具有较好的热稳定性。10 mmol/L的Mn²⁺使相对酶活力提高300%,10 mmol/L的Cu²⁺使相对酶活力提高120%;而1 mmol/L的Zn²⁺使相对酶活力丧失12%,1 mmol/L的Fe³⁺使相对酶活力丧失53%。体积分数为10%的β 巯基乙醇使相对酶活力提高1 658.95%,10 mmol/L的DTT使相对酶活力提高577.99%;而10 mmol/L的PMSF使相对酶活力丧失35.88%。该酶具有广泛的底物适应能力,对角蛋白的降解能力最强。【结论】筛选出1株可降解羽毛的菌株DHW-06,明确了其最优的产酶条件和酶学特性。