专利名称：一种角蛋白酶及其编码基因和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及基因工程领域，具体地涉及一种角蛋白酶及其编码基因和应用。
背景技术：
我国每年产生的羽毛、毛发等废弃物多达数十万吨，出现这种现象的根本原因是羽毛、毛发等主要由角蛋白组成，这种角蛋白结构非常稳定，对胃蛋白酶及胰蛋白酶具有很强的抗性，难以被降解，这些废弃物不仅造成资源浪费，而且还会造成严重的环境污染。目前常用的羽毛处理方法是采用高温、高压工艺条件将其软化，然后加工成动物饲料添加剂，但该处理过程中耗能大，且蛋氨酸、赖氨酸及色氨酸等必需氨基酸被破坏，消化性差，营养性不稳定。而利用角蛋白酶处理，可通过特异性的酶解反应对羽毛粉进行水解，使其从结构上发生根本性变化，生成多肽或游离氨基酸，大大改善了消化及营养性能，从而成为羽毛粉等进行综合利用最为有效的手段。角蛋白酶(Keratin ase)是一种新型的蛋白水解酶，它能将角蛋白水解成游离的氨基酸或多肽。分析测试结果表明:羽毛、毛发中的粗蛋白经角蛋白酶水解后，可产生大量的氨基酸，同时还可将包含在这些蛋白质中的微量元素及未知生长因子释放出来，因此经酶解的羽毛粉可作为一种良好的蛋白原料应用于饲料中。据测试，经水解的羽毛粗粉可在7%的日粮水平上代替大豆柏。这不仅可从根本上解决羽毛及毛发等废弃物造成的环境污染、资源浪费问题，还可开发出新的蛋白来源，缓解蛋白资源供应紧张的局面。研究表明，在以羽毛粉为唯一蛋白源饲料中添加角蛋白酶，能够极大地提高羽毛蛋白的利用效率，使之达到或超过豆柏，从而使原来作为废弃物的羽毛等物质成为高营养价值的蛋白源。因此，角蛋白酶的应用，一方面可使羽毛等废弃物得到有效利用，大大降低了环境污染；另一方面，还有效地缓解了蛋白资源供应紧张的局面，开辟了一种新的蛋白资源。此外，脱毛工序是皮革生产过程中的重要环节之一，传统的“毁毛脱毛”法是利用硫化物降解毛发，所排放的废水和固体废物，是导致制革废水中C0D、B0D和TDS增高的主要原因，给环境带来严重污染。角蛋白酶能够有效地水解毛囊中的角质组织，使毛发得以从中拔出。在脱毛过程中，使用含角蛋白酶的生物脱毛助剂，不仅能降低脱毛废液中BOD和TDS，而且能大幅度地减少硫化物的用量甚至将其弃用，有效地减少了脱毛废液对环境的污染。虽然国内尚未见有关的研究报道，但国外的一些研究结果表明，在无硫化物的条件下，角蛋白酶的脱毛效果非常有效。
发明内容
本发明的一目的是提供一种来源于黑曲霉(Aspergillus niRe,r保藏号为:CGMCCN0.4289),的角蛋白酶。本发明的再一目的是提供上述角蛋白酶的基因。本发明的再一目的是提供包含上述角蛋白酶的重组载体。
本发明的再一目的是提供包含上述角蛋白酶基因的重组菌株。本发明的再一目的是提供一种高效表达角蛋白酶的方法。本发明的再一目的是提供上述角蛋白酶的应用。本发明中使用了黑曲霉(Aspergillus niger)的角蛋白酶基因，其编码的氨基酸序列及基因序列的分别如SEQ ID N0.USEQ ID N0.2所示，然后采用了从INVITR0GEN公司购买的pPICZaA表达载体和宿主毕赤酵母X33构建成角蛋白酶重组工程菌。所构建的毕赤酵母工程菌除具有原宿主菌X33的形态、遗传和生理生物特征外，还包含有角蛋白酶基因。 根据本发明的具体实施方式
，从上述菌株中分离得到一种角蛋白酶，其氨基酸序列如SEQ ID N0.1所示:SEQ ID N0.1:氨基酸序列
权利要求
1.一种角蛋白酶，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID N0.1所示。
2.一种角蛋白酶基因，其特征在于，编码权利要求1所述的角蛋白酶。
3.根据权利要求2所述角蛋白酶基因，其特征在于，其碱基序列如SEQID N0.2所示。
4.包含权利要求2或3所述角蛋白酶基因的重组载体。
5.根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于，所述重组载体为VKER-pPICzα A。
6.包含权利要求2或3所述角蛋白酶基因的重组菌株。
7.一种制备角蛋白酶的方法，其特征在于，包括以下步骤:1)用权利要求4的重组载体转化宿主细胞，得重组菌株；2)培养所述重组菌株；3)分离纯化角蛋白酶。
8.权利要求1所 述角蛋白酶的应用。
全文摘要
本发明涉及基因工程领域，具体地涉及一种角蛋白酶及其编码基因和应用。所述角蛋白酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。高效表达本发明的重组角蛋白酶，可达到20000U/mL以上的发酵水平，同目前已有的生产技术相比，本发明的角蛋白酶通过表达后能够达到较高的发酵水平，在工业生产中可大大降低生产成本，使其在饲料、皮革脱毛鞣制等工业中显示出更大的应用潜力。
文档编号C12N15/63GK103074318SQ20121043125
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者罗长财, 李阳源, 钟开新, 梁雪霞 申请人:广东溢多利生物科技股份有限公司