高效组合型蛋白质水解酶开发与应用技术

作者：张铁鹰来源：鸡营养科技创新团队发布时间：2020-10-12

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　　蛋白质饲料短缺是一个长期制约我国饲料工业健康平稳发展的瓶颈问题，提高现有蛋白质资源利用效率和开发新型蛋白质饲料资源是一项长期而艰巨的科研任务，且存在巨大的市场技术需求。牧医所筛选到1株可高效降解羽毛角蛋白的地衣芽孢杆菌CP-16（图1），该菌可产生水解角蛋白的角蛋白酶K和打开蛋白质二硫键的二硫键还原酶T。两个酶蛋白经大肠杆菌表达后，发现二硫键还原酶T对角蛋白酶K水解羽毛具有明显的促进作用，可使其水解羽毛角蛋白活性提高74%（图2），并可使胰蛋白酶和糜蛋白酶水解羽毛角蛋白的活性分别提高71%和35%。将角蛋白酶K和二硫键还原酶T基因进行定向进化改造后，经枯草芽孢杆菌WB600表达和发酵条件优化后，角蛋白酶K和二硫键还原酶T均大幅提升，分别达到56.9 U/ml(以羽毛为底物)和0.81 U/ml(以氧化型谷胱甘肽为底物)，已具备产业化的基本条件。在应用研究中发现，二硫键还原酶T还可提高胰蛋白酶水解豆粕、玉米蛋白粉、花生粕、棉籽粕和菜籽粕等植物性蛋白的效率，其中对水解玉米蛋白粉的促进作用最为明显。利用角蛋白酶K和二硫键还原酶T组合水解羽毛角蛋白具有速度快速、条件温和且环保等优点，可有效提高羽毛等角蛋白的资源化利用效率。同时，二硫键还原酶T可促进蛋白质二硫键的断裂，提高蛋白质水解效率，角蛋白酶K可高效水解一些疏水性氨基酸组成肽键，二者组合可多方位提畜禽高饲料中蛋白质的水解效率与利用率，市场应用前景广阔。

　　技术完成人：张铁鹰，中国农业科学院畜牧兽医研究所副研究员。主要从事酶与抗营养因子研究，在酶制剂开发、应用与评价方面获得了多项科研成果。以全新的视角挖掘固态发酵酶制剂产品的独特功能，为饲用酶制剂生产与应用拓展了新的模式。以全新的视角发酵饲料的生产、质量控制和现场使用等方面进行了深入探索。主持国家自然科学基金等多项国家科研课题，发表学术论文60余篇，获得国家发明专利2项。

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