高效降解角蛋白菌株的分离筛选与鉴定

为从环境中分离高效降解羽毛角蛋白的细菌,采用以羽毛粉为唯一碳源和氮源的培养基筛选,结果得到一株高效降解羽毛角蛋白的NJY1(CGMCCNo.2337)菌株.通过对该菌株形态特征观察,生理生化特性测定和16S rRNA分析(Genbank登陆号:EU624205),该菌株与苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的相似性达100%,初步认定该菌株为苏云金芽孢杆菌.采用该菌株经过72h发酵,角蛋白降解率达72.5%;2%羽毛发酵液中可溶性蛋白含量达到25.2 mg/ml.该试验为微生物发酵降解羽毛粉,生产高质量的蛋白饲料提供了优良菌株.     

角蛋白酶高产菌株的筛选鉴定及其产酶条件优化

为进一步扩大角蛋白酶高产菌株的来源及提高其产酶能力,采用羽毛粉为惟一碳、氮源平板培养基,对从广西几大原始森林和自然保护区的土壤中得到能够降解羽毛角蛋白的菌株进行了筛选、鉴定及其产酶条件优化。结果表明：共分离出15株可有效降解角蛋白的菌株,其中,银滩3＃、天坑1＃、天坑3＃、天坑4＃、天坑5＃和大明山3＃菌株在羽毛培养基上的菌丝长势较好,且菌丝圈直径超过5 cm,经对3株（银滩3＃、天坑3＃和大明山3＃）在羽毛培养基平板上的菌丝生长圈最大的菌株进行复筛,天坑3＃为对羽毛蛋白降解效果最好的菌株;通过对该菌株形态特征观察,初步认定其为木霉属（Trichoderma）。经优化,碳氮源分别以20 g／L 葡萄糖和40 g／L 蛋白胨为宜,该菌株在此条件下摇瓶震荡培养第4天,以羽毛粉为底物时其角蛋白酶酶活高达34．20 U／mL。     

高效猪毛角蛋白降解菌株的分离与鉴定

为了筛选能高效降解猪毛角蛋白的微生物,从长期堆放废弃猪毛的土壤中取样,采用以猪毛粉为唯一碳氮源的培养基分离角蛋白降解菌,并对其产角蛋白酶条件进行了研究。通过驯化培养后,筛选到5株能够降解猪毛角蛋白的菌株,其中菌株E-2降解效果最佳。将E-2接种到以猪毛为唯一碳氮源的培养基中培养5 d后,猪毛降解率达58.6%,发酵液中角蛋白酶活为46.6 U·m L~(-1)。结合形态学观察、生理生化特征及ITS序列分析,鉴定该菌株为解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)。E-2产酶影响条件实验结果表明,培养108 h后酶活性最高,产角蛋白酶最适条件为p H值6.0~7.0,温度35~40℃,猪毛粉添加量15 g·L~(-1)。E-2能降解猪毛、鸡毛、羊毛,但降解活性及产酶活性均不同。该菌株的分离筛选为微生物降解猪毛角蛋白提供了新的菌种资源,至今未见解脂耶氏酵母在降解毛发角蛋白方面的相关报道。     

拟青霉菌株Z-1降解羽毛角蛋白特性的研究

从某养殖场污水处理系统中分离到一株能够降解羽毛角蛋白的真菌,经鉴定,暂定为拟青霉属(Paeciliomyces)菌株Z-1.菌株Z-1是一种好氧菌,供氧充足有利于它将羽毛角蛋白转化为可溶性蛋白.在分批培养中,最适初始pH值为9,最适温度30℃,钙离子和镁离子对其酶活性有促进作用.在菌株Z-1的酶解作用下,6 d后羽毛角蛋白分解率高达91.4%.     

嗜热角蛋白降解菌的分离筛选及降解特性

为获得高效降解羽毛角蛋白的嗜热微生物，提高微生物降解角蛋白的效率，利用以羽毛角蛋白为唯一碳氮源的培养基从堆肥样品中分离降解菌，并对其菌种分类、粗酶液的酶学性质及降解角蛋白机理进行研究。通过选择培养基共筛选到5株高温降解菌，其中，菌株K-7降解性能和生物安全性能最佳。结合菌株形态特征、生理生化特征及16S rDNA系统进化树分析，鉴定该菌株为副地衣芽孢杆菌(Bacillus paralicheniformis)。在含角蛋白底物培养基中，K-7的发酵上清液可检测到较强的角蛋白酶活，但未检测到明显的二硫键还原酶活；同时，在降解过程中，产生了大量的亚硫酸盐和巯基化合物，表明亚硫酸盐裂解是角蛋白二硫键断裂的主要方式。酶学特性结果显示，粗酶液的最适反应温度为50～70℃,最适反应pH值为7.0～8.0,粗酶液在80℃以下时热稳定较好，SDS、PMSF和EDTA等化学试剂对酶活有较强的抑制作用，而DTT、β-巯基乙醇对酶活性有显著的增强作用。研究结果扩展了副地衣芽孢杆菌的应用领域，丰富了嗜热角蛋白降解菌的菌种资源库。     

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。     

链霉菌B221的角蛋白降解机制初探

利用本实验室自行分离得到的链霉菌B221液体发酵分解羽毛角蛋白,在第2d到第3d角蛋白降解最为迅速,5d后角蛋白降解率达到82.7%。发酵液的无细胞上清液中检测到角蛋白酶活,最大酶活出现在第4d。在角蛋白降解率与角蛋白酶活之间的不完全对应,揭示可能还存在非酶降解途径。硫酸盐是角蛋白降解过程中硫元素的主要转化形式。同时在发酵液中检测到亚硫酸盐,其含量变化与酶活、降解率、可溶性蛋白、巯基化合物的变化存在很强的相关性,表明亚硫酸盐在角蛋白降解中可能起到非常关键的作用。链霉菌B221降解角蛋白的过程中不但存在角蛋白酶降解途径,而且存在非酶降解途径—亚硫酸分解作用。     

苏云金芽孢杆菌NJY1发酵羊毛粉产角蛋白酶条件的初步研究

以羊毛粉为唯一碳氮源,对苏云金芽孢杆菌菌株NJY1的液体发酵产角蛋白降解酶的工艺条件进行了优化,确定最佳发酵培养基为:羊毛粉15.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.3 g/L,NaCl 0.3 g/L,CaCl2 0.02 g/L,K2HPO4 0.72 g/L,KH2PO4 0.36 g/L;最佳发酵条件:初始pH值7.5～8.0,接种量2.0%,菌龄12 h,发酵温度37 ℃.测定表明,优化后的培养条件下发酵36 h,角蛋白酶活力达到最高,为88.77 U/mL,比未优化前酶活力增加247.91%.     

小蠹虫肠道中纤维素降解菌的分离及其产酶性质

从小蠹虫幼虫肠道中筛选分离出降解纤维素的菌株5株,通过杜氏纤维素选择性培养基,以滤纸、脱脂棉和羧甲基纤维素钠为底物,测定菌株所产纤维素酶的活力。结果表明:酶活最强的为HS-11-5号菌株,最大酶活32.62 U/mL;此菌株的最佳产酶条件为:培养发酵时间50 h,培养所需最佳氮源为硫酸铵,培养最佳pH 7.5～8.5,培养最适温度28～30℃,最佳瓶装量为占培养瓶容积的12%～16%。     

一株地衣芽孢杆菌对稻草降解作用的研究

通过测定发酵过程中发酵液的纤维素酶活、半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化来研究地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对稻草的降解作用.研究发现,在发酵过程中地衣芽孢杆菌菌体产酶过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第12 h和48 h时达到最高峰.总糖含量于第4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度未发生明显变化.底物残渣傅立叶红外光谱分析表明,此菌株对稻草中各组分都有一定降解.稻草中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为14.91%、6.61%和1.42%.利用扫描电镜对底物残渣表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩.     

链霉菌分解角蛋白的生化机制研究 Ⅲ含硫化合物对角蛋白酶作用机理和角蛋白降解的生化机制初步研究

硫酸钠、亚硫酸钠和巯基乙醇对角蛋白酶具有强烈的激活作用,使角蛋白酶活力分别依次提高了４,７和２０多倍,其主要表现作用于角蛋白酶中的二硫键还原酶。亚硫酸钠在０．０１ｍｏｌ／Ｌ浓度下不仅作用于二硫键还原酶,而且还作用于多肽水解酶。硫代硫酸钠对二硫键还原酶有强烈的抑制作用。角蛋白酶降解羽毛角蛋白首先是角蛋白酶中的二硫键还原酶使角蛋白中二硫键裂解产生变性角蛋白,然后在多肽水解酶的共同作用下,将变性角蛋白逐渐分解成多肽、寡肽和游离氨基酸,使角蛋白彻底分解。角蛋白酶中的二硫键还原酶是降解角蛋白的关键酶。     

角蛋白分解菌的分离选育、角蛋白酶提取及其应用的研究

作者对分解角蛋白的微生物进行了大量的采集、分离及选育工作，共分离出１３２１株菌种，最后选育出Ｆ＿５的优良菌株。此菌经鉴定为枯草芽胞杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）。对此菌株的产酶条件及生产酶的方法进行了研究，并将试产的液体及固体角蛋白酶，对羽毛、血粉、猪毛、猪蹄壳等进行酶解试验，都获得成功。酶解的羽毛粉，是很好的饲料，也可种菇及作花肥。     

芽孢杆菌L4菌株角蛋白酶的酶学性质研究

采用室内实验方法,对芽胞杆菌L_4菌株产生的角蛋白酶进行了系列的酶学性质研究.结果表明,以角蛋白溶液为底物时该酶的最适酶促反应温度为40℃,最适酶促反应pH为7.0,其Km值为1.88 mmol·L~(-1),Vmax为2.72×10~(-2)mmol·L~(-1)·s~(-1).利用不同的蛋白酶抑制剂进行酶活性抑制实验,发现该酶受邻啡罗啉和EDTA的抑制,推测该酶可能是一种含Zn~(2+)的金属蛋白酶.微量元素对该酶活力的影响显著,Ca~(2+)和Mg~(2+)对酶活力有促进作用,高浓度的Fe~(2+)和Cu~(2+)明显抑制角蛋白活力.     

链霉菌分解角蛋白的生化机制研究 Ⅱ角蛋白分解过程中含硫化合物变化规律的初步探讨

弗氏链霉菌Ｓ－２２１变种在分解利用羽毛角蛋白过程中产生角蛋白酶,使角蛋白不断地降解成多肽或游离氨基酸的同时,角蛋白中的硫也随之转化成巯基化合物、Ｈ２Ｓ和硫酸盐３种含硫化合物形式存在于分解产物中,并对３种含硫化合物形成过程进行了初步探讨。     

蹄甲角蛋白酶高产菌株的紫外诱变及酶学性质研究

为了得到蹄甲角蛋白酶高产菌株,本试验对1株产角蛋白酶的黄杆菌(Chryseobacteriumsp.)N5菌株进行紫外诱变,筛选得到高产突变株U3-22,利用考马斯亮蓝法测定U3-22菌株的角蛋白酶发酵活力达69.9U/mL,比出发菌株的25.4U/mL提高了2.75倍。该角蛋白酶最适反应温度是70℃,最适pH是7.5;K+、Mg2+、Na2SO3对该角蛋白酶有较明显的促进作用,而Mn2+、Zn2+的抑制作用较为明显;突变株U3-22产生的角蛋白酶对蹄甲粉具有很强的分解能力,且具有较好的热稳定性和pH稳定性。结果表明,U3-22产生的角蛋白酶是一种新型的耐高温、耐酸碱角蛋白酶,在动物蹄甲、羽毛等废弃资源的利用中有巨大的应用前景。     

高效降解猪毛角蛋白菌群构建及其降解效果研究

为丰富猪毛角蛋白降解菌微生物资源库及开发猪毛角蛋白高效降解产品,采用富集、驯化培养的方法,以猪毛为唯一碳氮源从土壤中筛选猪毛角蛋白高效降解菌株,通过不同菌株组合培养的方法,构建了组合菌群。结果表明,经驯化筛选,共获得3株对猪毛降解效果较好的菌株,与对照相比,其猪毛降解率（10 d）为58.0%~65.3%,且3株菌株对鸡毛、鹅毛和羊毛也表现出良好的降解效果,是一类广谱角蛋白降解菌。3株高效猪毛降解菌株（菌株编号为E-2-2、E-1-4和E-3-2）分别鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、蕈状芽孢杆菌（Bacillus mycoides）和链霉菌（Streptomyces koyangensis）。通过单一菌株及不同组合菌群降解效果的对比分析,成功获得最优菌群组合,其猪毛降解率（10 d）高达81.8%,比单一菌株的猪毛降解率（10 d）最多提高了23.8个百分点。在降解过程中产生了大量可溶性蛋白质,二硫键中的硫也随之转化为以硫酸盐为主要形式的含硫化合物。研究表明,通过不同菌株间协同增效可大幅提高猪毛降解效果,在氨基酸饲料生产中具有潜在的应用价值。     

采用FTIR技术研究汽爆处理对羽毛角蛋白二级结构的影响

[目的]研究汽爆处理对羽毛角蛋白二级结构的影响,为其体外消化率的提高寻找依据。[方法]采用FTIR技术研究羽毛汽爆处理前后的光谱行为,经去卷积和曲线拟合等数学方法进一步处理后,得到其α螺旋、β转角、无规卷曲和β折叠的相对含量。[结果]经汽爆处理后,羽毛体外胃蛋白酶消化率显著提高;从二级结构的变化可看出,羽毛角蛋白经汽爆处理后β折叠含量明显减少,无规卷曲含量增加。[结论]汽爆处理后,羽毛角蛋白二级结构的改变可能是其消化率提高的原因。     

嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)DHHJ分解角蛋白的生化机制初探

对嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)DHHJ降解角蛋白的生化机制进行初步研究。结果发现:该细菌与羽毛共培养24 h后,电镜下观察到细菌紧密地生长在羽枝上,96 h后羽毛完全降解;该菌所产角蛋白酶属于胞外酶,胞内二硫键还原酶可提高该胞外酶活性3倍左右。单独的角蛋白酶和二硫键还原酶在没有活的细菌存在下,都不能完全降解羽毛,这说明细菌附着在降解过程中起了重要的作用,也可能是由于细菌持续提供了一种还原剂破坏二硫键。此外,羽毛降解过程中,在细菌与羽毛共培养液中检测到亚硫酸盐,说明亚硫酸盐解可能对羽毛降解也起了一定的作用。     

毛发水解液用作动物饲料蛋白源的研究

把毛发用6M的HCl水解2h后,用0.4%的胃蛋白酶水解4h、8h、16h,用凯氏微量定氮法测定水解毛发中粗蛋白的含量以及水解滤液中氨基氮的含量,结果显示毛发经过6M的盐酸水解2h后完全可以用作动物饲料蛋白的来源.