角蛋白作为羽毛、头发和羊毛等的结构蛋白广泛存在于自然界中，其化学结构稳定，难被白酶蛋解，是角蛋白酶的专一性底物。角蛋白酶由微生物产生，能够特异性地降解羽毛等角蛋白类的物质，在饲料、化妆品、医药、添加剂和环境废弃物处理等方面具有广泛应用价值。嗜麦芽窄食单胞菌YHYJ-1（Stenotrophomonasmaltophilia，YHYJ-1）是一株从羽毛处理工厂的污泥中分离到的能降解角蛋白的革兰氏阴性菌，具有很强的降解羽毛的能力。本实验采用分子生物学的方法，对S.maltophiliaYHYJ-1角蛋白酶基因进行克隆表达，并研究角蛋白酶的酶学性能。具体结果如下:　　 野生菌的酶活性质分析:以羽毛粉为底物对嗜麦芽窄食单胞菌进行发酵时，培养28小时酶活达到最高值。粗酶的最适反应温度和最适pH值分别为50℃和9.0，该角蛋白酶在40～45℃保持稳定。pH稳定性结果表明，该酶在pH6.6和8.4时存在两个稳定峰，说明其为复合酶。野生菌角蛋白酶对羽毛、羊毛和头发均有不同程度的降解，36小时能够将羽毛完全降解，对羊毛的降解时间是72小时，培养84h对人头发有明显降解作用。　　 KerF角蛋白酶工程菌的构建及酶活性质研究:利用分子克隆技术，构建了含His标签的pET28-KerF重组表达质粒。将构建的质粒转化到宿主菌BL21(DE3)中，从诱导剂的浓度和诱导温度两方面对目的蛋白的可溶性表达条件进行了优化。采用镍离子亲和柱对目的蛋白进行纯化，得到了单一的角蛋白酶。纯化后的角蛋白酶比酶活高达726U/mg。该角蛋白酶分子量为50kDa，最适温度50℃，最适pH值9.0。在pH6.6时酶活性质较稳定。金属离子Mn2+、Co2+、Mg2+、Ni+、Ba2+、Zn2+、Ca2+、Fe3+及蛋白酶抑制剂二苯基甲基磺酰氟(PFSM)能强烈抑制该酶活性，乙二胺四乙酸(EDTA)对酶活具有促进作用。重组角蛋白酶KerF可判定为碱性丝氨酸蛋白酶。该酶能降解各类蛋白质包括牛血清白蛋白、可溶性角蛋白、羽毛粉、羊毛、头发等。在与重组角蛋白酶KerF共同培养时，羊毛、头发、羽毛粉和牛血清白蛋白底物对可溶性角蛋白底物(100％)的相对酶活分别为103.7％、99.3％、76.0％和94.1％。　　 KerD角蛋白酶工程菌的构建及酶活性质研究:构建pET26-KerD重组表达质粒，转到BL21(DE3)中，表达得到的KerD角蛋白酶分子量为60kDa，主要以包涵体的形式存在。采用包涵体变性复性的方法对其进行纯化，得到了单一的角蛋白酶，纯化后的角蛋白酶比酶活力为26.6U/mg。该角蛋白酶最适温度为40℃，反应最适pH7.8，温度稳定性较差，应低温保存。pH在6.6～7.8之间比较稳定。金属离子Ca2+、Mn2+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+能强烈抑制酶活性，蛋白酶抑制剂PFSM对酶活性具有很强的抑制作用，可判定角蛋白酶KerD为丝氨酸蛋白酶。1％甲醇、1％异丙醇、5％丙三醇以及5mM的亚硫酸钠对酶活促进效果明显;低浓度的L-半胱氨酸和巯基乙醇对角蛋白酶有激活作用;重组角蛋白酶对人发、牛血清白蛋白、羊毛、羽毛等不同结构的角蛋白质均具有降解作用，对可溶性角蛋白的相对酶活分别为88.9％、92.9％、90.9％和97.8％。　　 KerF和KerD角蛋白酶性能与已报道的源于其它种属的角蛋白酶不同，可判定为新的角蛋白酶。KerF和KerD底物的广泛性强，对羽毛、羊毛、头发等角蛋白质均具有较强降解活性，表明其不仅可降解羽毛，用于作为饲料工业的高效蛋白饲料，而且可以用于纺织工业蛋白纤维处理等领域，具有良好的应用前景。