[发明专利]产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于微生物领域，具体涉及产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)Y-15菌株，还涉及上菌株的应用。

背景技术

羽毛作为家禽养殖业、屠宰业的副产物，期堆放会造成土壤侵蚀、重金属累积、病原微生物大量繁殖、有害气体释放，带来严重的环境问题。同时，羽毛结构致密复杂、难以降解，给废弃物处理带来了困难。传统的填埋、焚烧、碱处理等方法对羽毛废弃物进行处理、转化不仅花费昂贵、造成二次污染，转化过程中还造成了多种氨基酸被破坏。近年来利用微生物和角蛋白酶在温和条件下对角蛋白废弃物进行无害化处理成为了一种高效、低能耗、环保的转化方法。开发针对畜禽养殖废弃物处理的高效角蛋白酶制剂，不但可以实现废弃物的无害化处理，减少环境问题，同时也可以实现废弃物的高值化利用，缓解蛋白质饲料资源短缺的困境。

已报道包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus,B.cereus)等在内的多株芽孢杆菌属细菌都被鉴定为角蛋白降解菌(Critical Reviews in Biotechnology,2014,34(4):372-384.)。近年来有关蜡样芽孢杆菌对角蛋白降解的报道有：B.cereus IZ-06b和B.cereus IZ-06r能在羊毛/蛋白胨作为唯一碳源/氮源的培养基中生长，培养基中肽底物的匮乏会诱导菌体分泌胞外胶原酶、弹性蛋白酶和角蛋白酶(Journal of Applied Microbiology,2009,107(1):226–234.)；B.cereus Wu2能在羽毛作为唯一碳源和氮源的培养基中生长繁殖并分泌角蛋白酶和二硫键还原酶来降解羽毛，水解产物中氨基酸含量上升(Journal of Bioscience and Bioengineering,2012,114(6): 640-647.)；B.cereus B5esz和B.cereus PCM 2849可降解提前被亚硫酸盐处理过的猪鬃毛(International Biodeterioration and Biodegradation,2015,100:116-123； Waste and Biomass Valorization,2016,8(2):1-11.)。国内也报道了分离自养殖场土壤的B.cereus J2对羽毛的降解(专利ZL201310716495.3)以及分离自蛇消化道内容物的B.cereus YSQ08重组角蛋白酶的表达、酶学性质(现代食品科技, 2016(12):105-112.)、B.cereus YSQ08菌与酶共同作用来降解羽毛的研究(饲料广角,2016(19):46-49.)。

虽然已筛选到大量角蛋白降解菌，但相对来说菌株产酶效率不是很高，原始酶的产量远远不能满足畜禽养殖废弃物高效转化的需要，亟需筛选和鉴定具有更高活力的角蛋白酶资源。目前仅有BioResource-International.Inc.公司的和角蛋白酶制剂应用于角蛋白废弃物的处理，每年创下 1000多万美元的收益(Applied Microbiology and Biotechnology,2013,97(23): 9931-9940.)。这两种酶制剂均由地衣芽孢杆菌PWD-1的角蛋白酶KerA改造而来(Applied&Environmental Microbiology,1995,61(4):1469-74.)。针对该研究现状，亟需筛选一种高产角蛋白酶的菌株，并且优化其发酵条件，进一步提高其产酶量和酶活力，大力推进酶制剂的研发进程，使其在降解角蛋白以及在降解含有角蛋白的物质中效果显著。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明筛选了一株产角蛋白酶的、对角蛋白具有较强降解能力的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)Y-15，该菌株于2017年6 月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号 CGMCC NO.14221，蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)Y-15连续传代多次仍产酶稳定，且水解圈/菌落直径>3.0，是一株蛋白酶高产菌株；在牛奶筛选平板上的菌落形态为：菌落呈白色，圆形，表面蜡质不透明，边缘波状，革兰氏染色为阳性，菌体呈杆状。

含有上述的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)Y-15的菌剂，也是本发明所要保护的内容。