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角蛋白酶的产生及来源

2022.5.11

真菌

真菌是最早被发现的能够产角蛋白酶的微生物。早在1899年,Ward就报道了Onygena equina(马爪甲团囊菌)能分解角蛋白。许多皮肤真菌类的微生物都有产角蛋白酶的功能,包括须癣毛癣菌(Trichophyton mentagrophytes)、微孢长囊头孢霉菌(Doratomyces microsporus)[12]、红色毛癣菌(Trichophyton rubrum)、鸡禽毛癣菌(Poultries Trichophyton)、石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum)、犬小孢子菌(Microsporum canis)和白念珠菌(Monilia albicans)、黄曲霉(Aspergillus flavus)、热带念珠菌(Oidium tropioale)、近平滑念珠菌(Candida parapsilosis)、克柔念珠菌(Candida krusei)等。皮肤真菌附着于皮肤后,首先会利用角蛋白酶将皮肤的角质降解,降解后产生了各种短肽和氨基酸,作为真菌生长的碳源和氮源。然后进一步侵入皮肤进行繁殖、感染,进而形成皮肤病。目前,一些有关致病真菌的研究已经日益展开,同时对角蛋白的降解机理和相关研究也起到了积极的作用。

除皮肤真菌外,还有一些其他真菌具有降解角蛋白的功能。Anbu等(2004)发现了一种产角蛋白酶的能力的短尾帚霉(Scopulariopsis brevicaulis),并对这种角蛋白酶进行分离纯化。Singh等研究了21种产角蛋白酶的真菌,发现其中猴发癣菌(Trichophyton simii)降解羽毛角蛋白的能力最强。罗文等从土壤中分离出一株能降解羽毛粉角蛋白的霉菌,初步鉴定为串孢属菌(Catenularia sp.)。Santos报道了分离到降解羽毛角蛋白的烟曲霉(Aspergillus fumigatus),它可以利用羽毛角蛋白作为唯一碳源和氮源生长。

放线菌

产角蛋白酶的放线菌以链霉菌为主要代表,如弗氏链霉菌(Streptomyces fradia)、黄白链霉菌(Streptomyces alboflavus)K1-02、链霉菌(Streptomyces)DSM 40530和嗜热链霉菌(Streptomyces thermophilus)等。丁正民等(1993)从鸡毛堆肥中分离纯化到一放线菌菌株SS-1,该菌有很强的降解鸡毛的能力[26]。涂国全等(1994)筛选出了角蛋白分解菌株S22-1,该菌能迅速分解羽毛、人发等多种角蛋白。根据该菌的培养特性、形态特征、生理生化特性的测定结果与已知的弗氏链霉菌形态特征、生理生化特性相似,但在培养特性和分解利用羽毛角蛋白的特性上有较大差异,因此被初步鉴定为弗氏链霉菌的一个变种。

细菌

目前已经筛选和分离到很多能降解角蛋白的细菌,主要为芽孢杆菌。Williamsh等(1989)由家禽羽毛发酵液中富集、分离到了羽毛分解菌,经鉴定为嗜热型地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),这种菌在以羽毛作为其主要的碳氮源的培养基条件下生长最适宜,但不能降解未经高温蒸煮的羽毛。其他芽孢杆菌包括嗜碱芽孢杆菌(Bacillus pseudofirmus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)等。另外具有角蛋白酶活性的细菌还有嗜热厌氧菌、弧菌科细菌(Vibrionaceae)、海岛闪光杆菌、金黄杆菌属等。

细菌生长快、易于繁殖、产酶活性高,角蛋白酶最适温度、pH值等性质特异,具有良好的应用潜力。


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