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本论文对本实验室自行筛选的角蛋白高效降解菌株--链霉菌B221和真菌C281的角蛋白降解机制进行了研究,以期为进一步利用微生物技术开发羽毛角蛋白资源奠定理论基础。实验内容与主要结论如下:
1.研究了角蛋白中硫元素的转化作用。结果发现,随着降解的进行,角蛋白中的硫元素,转化为8种含硫化合物存在于发酵液中。其中硫酸盐及其硫代硫酸盐的含量最高,二硫键化合物和胱氨酸的含量次之,巯基化合物、亚硫酸盐、S-磺酸半胱氨酸类物质以及半胱氨酸含量最低。此外,同时检测到了亚硫酸盐、S-磺酸半胱氨酸类物质,证明硫解作用(在中性或碱性环境中亚硫酸盐和胱氨酸反应生成S-磺酸半胱氨酸和半胱氨酸)参与了角蛋白的降解。
2.研究了降解率、角蛋白酶活、可溶性蛋白、pH值以及各种含硫化合物的消长变化及相互关系。结果表明,当B221的酶活很低时,降解效率已经达到最高,当酶活最高时,降解效率反而很低;而亚硫酸盐的消长变化与降解效率有很强的同步性,从而说明角蛋白酶并不是B221降解角蛋白的主导因素,硫解以及其他未知机制可能主导了降解过程。C281的酶活与降解效率有很强的相关性,说明角蛋白酶是降解的主导因素,硫解以及其他机制起辅助作用。
3.研究了外源含硫化合物的添加对降解的影响。结果发现:10μmol/ml的硫酸钠对B221和C281的最终降解率几乎没有影响,100μmol/ml的硫酸钠对B221的降解有极大的抑制,对C281最终的降解率影响很小;1μmol/ml和10μmol/ml的亚硫酸钠对B221有较小的促进作用,对C281前三天的降解效率有较大的促进;1μmol/ml的DTT(二硫苏糖醇)对B221的降解效率几乎没有影响,但是却显著的提高了C281前三天的降解率。10μmol/ml的DTT对B221最终的降解率影响很小,却极大的抑制了C281的降解效率;10μmol/ml硫代硫酸钠对B221和C281的最终的降解率的影响很小,100μmol/ml硫代硫酸钠显著的抑制了B221的降解,但是对C281的降解率影响不大。
4.研究了外源含硫化合物的添加对上清液角蛋白酶活的影响。结果表明:除了100μmol/ml的硫酸钠外,不同浓度的含量化合物的添加对B221和C281粗酶液的酶活均有不同程度的激活作用,其中硫代硫酸盐、亚硫酸盐、DTT的作用更明显。