[發(fā)明專利]一株高效降解角蛋白的菌株及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111108104.0
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113980832B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 王祿山;來玉紅;吳秀蕓
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P21/06;C12P13/22;C12P13/12;C12P13/06;C12P13/08;C12P13/14;C12P3/00;A23K10/26;A23K10/14;A23K10/12;C12R1/07
• 代理公司: 北京秉文同創(chuàng)知識產權代理事務所(普通合伙) 11859
• 代理人: 陳少麗;孫富利

本發(fā)明提供了一種高效降解角蛋白的菌株，所述菌株為芽孢桿菌(Bacillussp.)CN2?1，已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，保藏編號為CGMCC?No.22517，保藏日期為2021年5月13號，保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，郵編：100101，電話：010?64807355。

技術領域

本發(fā)明涉及生物技術領域，具體涉及一株高效降解角蛋白的菌株及其應用。

背景技術

隨著禽類產品的大量消費，全球每年產生數千萬噸的角蛋白廢棄物，其中羽毛廢棄物約850萬噸。羽毛中含有超過85％的粗蛋白和70％的氨基酸，另外還包含一些高價值元素、維生素和生長因子等。最近，研究人員對將這些生物材料應用于各種產品的開發(fā)(例如，飼料，肥料和生物膜等)，表現出極大的興趣。羽毛角蛋白普遍存在于自然界中，是一類不溶于水含硫量高的絲狀蛋白，由于角蛋白表面富含疏水性氨基酸殘基，且存在疏水相互作用、氫鍵以及分子間/內二硫鍵高度交聯作用而表現出很高的機械穩(wěn)定性，不易被降解。高溫、微波和化學方法(強酸或強堿)已經被用來分解和回收羽毛。然而，劇烈的反應過程導致產品中必需氨基酸的大量損失，以及巨大的能源消耗，給環(huán)境帶來了明顯的負擔。

近年來，將角蛋白廢棄物生物轉化為有價值的產品已成為可持續(xù)工業(yè)中的一種“綠色”概念。產角蛋白酶微生物及角蛋白酶的出現使得角蛋白的生物轉化成為可能。具有角蛋白分解能力的微生物主要是細菌、真菌和放線菌，大部分是從含角蛋白腐爛廢渣的羽毛和土壤中分離出來的。細菌是角蛋白分解的主要參與者，也是研究最多的。其中，Bacilluslicheniformis,Bacillus?subtilis,Bacillus?amyloliquefaciens等芽孢桿菌已成為主要的角蛋白產生菌。雖然這些菌株具有降解角蛋白的能力，但由于野生型細菌分解或相關野生型酶的酶解效率低，基本上不可能回收角蛋白廢棄物。因此，開發(fā)出更高效的微生物菌種或角蛋白酶?(系)，并闡明其角蛋白降解機制勢在必行。

申請人篩選到一株能夠高效降解羽毛角蛋白的菌株Bacillus?sp.CN2-1，其能夠以廢棄的羽毛為唯一氮源。發(fā)明人檢測了降解體系中的功能酶組分以及角蛋白的降解產物，初步探究了該菌株降解羽毛角蛋白的方式，為今后深入解析芽孢桿菌有效轉化角蛋白及其角蛋白酶的催化機制提供理論依據。最重要的是，利用生物轉化這種簡單、快速、綠色的方法回收角蛋白廢料具有廣闊的應用潛力，有利于工業(yè)規(guī)?；a。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種高效降解角蛋白的菌株及其應用。

一方面，本發(fā)明提供了一種高效降解角蛋白的菌株，所述菌株為芽孢桿菌(Bacillus?sp.)CN2-1，已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，保藏編號為CGMCC?No.22517，保藏日期為2021年5月13?號，保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，郵編：100101，電話：?010-64807355。

另一方面，本發(fā)明還提供了上述菌株在降解角蛋白中的應用。

另一方面，本發(fā)明還提供了上述菌株在降解含角蛋白的材料中的應用。

在一個實施方式中，所述含角蛋白的材料為羽毛或動物毛發(fā)，例如，雞毛、鴿子毛、牛毛、羊毛或頭發(fā)。

另一方面，本發(fā)明提供了一種降解角蛋白或降解含角蛋白的材料的方法，所述方法包括利用上述菌株對角蛋白或含角蛋白的材料進行處理的步驟。

在一個實施方式中，所述處理的溫度為30℃-40℃，優(yōu)選，35℃-37℃；所述處理的時間為6h-96h，例如，12h、24h、36h、48h、60h和72h；所述菌株的用量為1％-10％(v/v)。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種降解角蛋白或降解含角蛋白的材料的方法，所述方法包括利用上述菌株的胞外酶液對角蛋白或含角蛋白的材料進行處理的步驟；優(yōu)選的，所述方法還包括利用還原劑對角蛋白或含角蛋白的材料進行處理的步驟。