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农科院饲料所构建新型羽毛降解工程菌

发布日期:2017-01-04  来源: 中国科学报  浏览次数:6230
核心提示:近日,记者从中国农业科学院饲料研究所获悉,由该所姚斌研究员领衔的饲用酶工程创新团队通过筛选获得野生型快速羽毛降解菌株——解淀粉芽孢杆菌K11 (Bacillus amyloliquefaciens K11),该菌株能在24小时内,有效将羽毛降解,其降解效率是目前普遍使用的地衣芽孢杆菌的3倍以上。相关研究成果发表在《农业食品化学杂志》上。

  近日,记者从中国农业科学院饲料研究所获悉,由该所姚斌研究员领衔的饲用酶工程创新团队通过筛选获得野生型快速羽毛降解菌株——解淀粉芽孢杆菌K11 (Bacillus amyloliquefaciens K11),该菌株能在24小时内,有效将羽毛降解,其降解效率是目前普遍使用的地衣芽孢杆菌的3倍以上。相关研究成果发表在《农业食品化学杂志》上。

 

  角蛋白是一种普遍存在于自然界中且有很强抗性的硬性蛋白,其有多种存在形式,如动物毛发、蹄、角和羽毛等。随着我国畜牧业迅速发展,养殖业不断趋于规模化,羽毛作为家禽饲养和屠宰工业的副产物,产量越来越大,而羽毛中蛋白质和氨基酸含量丰富,是潜在的优良蛋白质资源。由微生物产生的角蛋白酶可以降解角蛋白,有着很好的经济、生态效益,其应用涉及饲料生产,医疗卫生、制革及化妆品生产等多个行业。角蛋白酶是一种特殊的蛋白酶类,其能降解硬质且高度交联的蛋白类物质如角质蛋白。目前,用于工业化生产的角蛋白酶菌株主要为地衣芽孢杆菌,其降解羽毛需要3~7天,降解效率低,严重制约了它的广泛应用。

  姚斌研究团队首先通过现代分子生物学技术,克隆得到了高效羽毛降解的角蛋白酶基因,进一步实现了其在不能降解羽毛的枯草芽孢杆菌中的成功表达。重组表达角蛋白酶基因的枯草芽孢杆菌具有显着的蛋白酶活性,能在24小时内有效地降解羽毛,表明该基因是羽毛降解的关键基因。随后研究团队还创新性地将新基因转化至原始菌株,使羽毛降解效率进一步提高,获得了在12小时内可将羽毛几乎完全降解的新型工程菌K1127,这是目前报道的降解羽毛效率最高的菌株。该改良菌株的高效羽毛降解能力,使得该重组工程菌在羽毛粉的制备以及废弃羽毛的处理上具有巨大的应用前景,为角蛋白酶产品的生产及羽毛等角蛋白的规模化快速处理奠定理论及技术基础。




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