羽毛富含角蛋白，可被用于开发多种高附加值产物，但羽毛因自身特殊结构很难被降解，本实验室得到一株具有高效羽毛降解能力的革兰氏阴性菌产吲哚金黄杆菌（Chryseobacterium indologenes）YM5，24h内完全破碎羽毛，羽毛降解率接近60％，具有潜在的工业应用价值。部分产吲哚金黄杆菌的相关株系被报道可能为医院条件致病菌，本文通过研究YM5毒性相关基因及其对小鼠的急性经口毒性，YM5发酵羽毛条件的优化及过程和YM5降解羽毛所产角蛋白酶的酶学性质，为该菌在工业上的应用提供理论依据。研究分为三部分。　　（一）YM5及其羽毛发酵液生物安全性的研究　　基于实验室测定的YM5全基因组序列，分析其基因组中毒性相关功能基因，结合小鼠急性经口毒性试验，以评价YM5的生物安全性。结果表明，YM5基因组内不含毒性相关基因。进一步的急性经口毒性试验结果表明，YM5菌液及其羽毛发酵液对小鼠半数致死量(LD50)大于20g/kg BW，属实际无毒级;处理14d后，小鼠血清中谷丙转氨酶(AST)、谷草转氨酶(ALT)、尿素（BUN）、肌酐(Cre)、血糖(GLU)、总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)与对照组均无显著性差异(P＞0.05)。表明YM5及其羽毛发酵液无毒性，为该菌株的安全应用提供了依据。　　（二）YM5发酵羽毛条件的优化及过程的研究　　对YM5发酵羽毛的发酵条件进行了优化，测定了YM5生长曲线，发酵过程中蛋白酶活性、羽毛降解率、可溶性蛋白含量、pH值和巯基含量的变化，以及发酵12h发酵液中游离氨基酸和总氨基酸的含量。　　确定了最佳产酶发酵条件为:pH7，羽毛添加量0.75％(m/v)，KH2PO40.75g/L，K2HPO41.5g/L，NaCl0.4g/L，菌龄15h，接种量为5％(v/v)，发酵温度30℃，摇床转速180rpm。最佳降解羽毛发酵条件为:pH9，羽毛添加量0.5％(m/v)，KH2PO41g/L，K2HPO42g/L，NaCl0.4g/L，菌龄15h，接种量为7％(v/v)，发酵温度30℃，摇床转速130rpm。　　YM5在发酵0-24h内处于对数生长期，24-36h内处于稳定期，36h后进入衰亡期。蛋白酶活性在发酵0-24h内迅速增大，24h达到最大值，24h后开始下降。羽毛降解率在发酵0-9h内迅速增加，发酵72h羽毛降解率达到70％以上。可溶性蛋白含量在发酵0-9h内迅速增加，24h达最大含量，随后降低。发酵过程中pH值持续增大，巯基含量在整个发酵过程中也持续增大。发酵12h后检测到18种氨基酸，其中包括8种必需氨基酸和大量半胱氨酸。　　优化得到产酶和降解羽毛的最佳发酵条件，测定了发酵过程中各参数的变化情况，为该菌发酵羽毛的工业应用奠定了基础。　　（三）YM5降解羽毛所产角蛋白粗酶的研究　　研究了角蛋白粗酶的最适反应pH、温度、底物特异性、化学试剂对酶活的影响、二硫键还原酶活性的测定、亚硫酸盐及硫代硫酸盐的检测、体外降解羽毛实验。　　YM5发酵羽毛所产角蛋白酶粗酶最适pH为8，是一种碱性蛋白酶;最适温度为50℃。　　粗酶液的底物特异性显示不存在还原剂DTT的情况下，粗酶液对酪蛋白的降解作用最明显，对胶原蛋白、明胶和人发有一定的降解作用，对牛血清蛋白、鸡羽毛和鸭羽毛没有降解作用;当存在还原剂DTT时，粗酶液对胶原蛋白、明胶、牛血清蛋白、鸡羽毛、鸭羽毛和人发的降解作用大幅提高，但对酪蛋白的降解受到抑制。　　化学试剂对酶活影响结果表明，Ca2+和Mg2+对酶活性有轻微的促进作用，Co2+和Cu2+对酶活则有强烈的抑制作用。甲醇和DMSO对酶活几乎没有影响。Tween80和Triton-X100能轻微提高酶活性，而SDS却能使酶活大幅下降。PMSF对酶活性抑制作用很轻微，EDTA对酶有强烈的抑制作用，1，10-邻二氮杂菲几乎能完全抑制酶活，表明角蛋白粗酶中主要为锌特异性金属蛋白酶。　　粗酶液中没有检测到二硫键还原酶和硫代硫酸盐，检测到亚硫酸盐。　　在没有菌体存在的情况下，粗酶液在体外对羽毛没有降解作用;当反应体系中加入还原剂DTT后，粗酶液对羽毛的降解率在3d和6d分别为8.2％和9.3％，远低于有菌体存在时约60％的降解率(24h)，推测YM5在降解羽毛时极可能先由细胞结合的氧化还原系统来还原二硫键，使之断裂，再由以锌特异性金属蛋白酶为主的蛋白水解酶将角蛋白酶水解。　　通过对YM5降解羽毛所产粗酶的一系列研究，对YM5降解羽毛的可能机制做出了推测，对角蛋白降解机制的研究具有一定意义。