專利名稱：一種角蛋白酶及其編碼基因和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地涉及一種角蛋白酶及其編碼基因和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國每年產(chǎn)生的羽毛、毛發(fā)等廢棄物多達(dá)數(shù)十萬噸，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因是羽毛、毛發(fā)等主要由角蛋白組成，這種角蛋白結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，對(duì)胃蛋白酶及胰蛋白酶具有很強(qiáng)的抗性，難以被降解，這些廢棄物不僅造成資源浪費(fèi)，而且還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。目前常用的羽毛處理方法是采用高溫、高壓工藝條件將其軟化，然后加工成動(dòng)物飼料添加劑，但該處理過程中耗能大，且蛋氨酸、賴氨酸及色氨酸等必需氨基酸被破壞，消化性差，營養(yǎng)性不穩(wěn)定。而利用角蛋白酶處理，可通過特異性的酶解反應(yīng)對(duì)羽毛粉進(jìn)行水解，使其從結(jié)構(gòu)上發(fā)生根本性變化，生成多肽或游離氨基酸，大大改善了消化及營養(yǎng)性能，從而成為羽毛粉等進(jìn)行綜合利用最為有效的手段。角蛋白酶(Keratin ase)是一種新型的蛋白水解酶，它能將角蛋白水解成游離的氨基酸或多肽。分析測試結(jié)果表明:羽毛、毛發(fā)中的粗蛋白經(jīng)角蛋白酶水解后，可產(chǎn)生大量的氨基酸，同時(shí)還可將包含在這些蛋白質(zhì)中的微量元素及未知生長因子釋放出來，因此經(jīng)酶解的羽毛粉可作為一種良好的蛋白原料應(yīng)用于飼料中。據(jù)測試，經(jīng)水解的羽毛粗粉可在7%的日糧水平上代替大豆柏。這不僅可從根本上解決羽毛及毛發(fā)等廢棄物造成的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)問題，還可開發(fā)出新的蛋白來源，緩解蛋白資源供應(yīng)緊張的局面。研究表明，在以羽毛粉為唯一蛋白源飼料中添加角蛋白酶，能夠極大地提高羽毛蛋白的利用效率，使之達(dá)到或超過豆柏，從而使原來作為廢棄物的羽毛等物質(zhì)成為高營養(yǎng)價(jià)值的蛋白源。因此，角蛋白酶的應(yīng)用，一方面可使羽毛等廢棄物得到有效利用，大大降低了環(huán)境污染；另一方面，還有效地緩解了蛋白資源供應(yīng)緊張的局面，開辟了一種新的蛋白資源。此外，脫毛工序是皮革生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的“毀毛脫毛”法是利用硫化物降解毛發(fā)，所排放的廢水和固體廢物，是導(dǎo)致制革廢水中C0D、B0D和TDS增高的主要原因，給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。角蛋白酶能夠有效地水解毛囊中的角質(zhì)組織，使毛發(fā)得以從中拔出。在脫毛過程中，使用含角蛋白酶的生物脫毛助劑，不僅能降低脫毛廢液中BOD和TDS，而且能大幅度地減少硫化物的用量甚至將其棄用，有效地減少了脫毛廢液對(duì)環(huán)境的污染。雖然國內(nèi)尚未見有關(guān)的研究報(bào)道，但國外的一些研究結(jié)果表明，在無硫化物的條件下，角蛋白酶的脫毛效果非常有效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是提供一種來源于黑曲霉(Aspergillus niRe,r保藏號(hào)為:CGMCCN0.4289),的角蛋白酶。本發(fā)明的再一目的是提供上述角蛋白酶的基因。本發(fā)明的再一目的是提供包含上述角蛋白酶的重組載體。
本發(fā)明的再一目的是提供包含上述角蛋白酶基因的重組菌株。本發(fā)明的再一目的是提供一種高效表達(dá)角蛋白酶的方法。本發(fā)明的再一目的是提供上述角蛋白酶的應(yīng)用。本發(fā)明中使用了黑曲霉(Aspergillus niger)的角蛋白酶基因，其編碼的氨基酸序列及基因序列的分別如SEQ ID N0.USEQ ID N0.2所示，然后采用了從INVITR0GEN公司購買的pPICZaA表達(dá)載體和宿主畢赤酵母X33構(gòu)建成角蛋白酶重組工程菌。所構(gòu)建的畢赤酵母工程菌除具有原宿主菌X33的形態(tài)、遺傳和生理生物特征外，還包含有角蛋白酶基因。 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，從上述菌株中分離得到一種角蛋白酶，其氨基酸序列如SEQ ID N0.1所示:SEQ ID N0.1:氨基酸序列
權(quán)利要求
1.一種角蛋白酶，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID N0.1所示。
2.一種角蛋白酶基因，其特征在于，編碼權(quán)利要求1所述的角蛋白酶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述角蛋白酶基因，其特征在于，其堿基序列如SEQID N0.2所示。
4.包含權(quán)利要求2或3所述角蛋白酶基因的重組載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重組載體，其特征在于，所述重組載體為VKER-pPICzα A。
6.包含權(quán)利要求2或3所述角蛋白酶基因的重組菌株。
7.一種制備角蛋白酶的方法，其特征在于，包括以下步驟:1)用權(quán)利要求4的重組載體轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞，得重組菌株；2)培養(yǎng)所述重組菌株；3)分離純化角蛋白酶。
8.權(quán)利要求1所 述角蛋白酶的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地涉及一種角蛋白酶及其編碼基因和應(yīng)用。所述角蛋白酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。高效表達(dá)本發(fā)明的重組角蛋白酶，可達(dá)到20000U/mL以上的發(fā)酵水平，同目前已有的生產(chǎn)技術(shù)相比，本發(fā)明的角蛋白酶通過表達(dá)后能夠達(dá)到較高的發(fā)酵水平，在工業(yè)生產(chǎn)中可大大降低生產(chǎn)成本，使其在飼料、皮革脫毛鞣制等工業(yè)中顯示出更大的應(yīng)用潛力。
文檔編號(hào)C12N15/63GK103074318SQ20121043125
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者羅長財(cái), 李陽源, 鐘開新, 梁雪霞 申請(qǐng)人:廣東溢多利生物科技股份有限公司