[发明专利]一种大分子量角蛋白的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种大分子量角蛋白的制备方法及其应用，本发明通过角蛋白酶与谷氨酰胺转氨酶联合使用，通过角蛋白酶来水解羊毛得到可溶性角蛋白水解液，通过离心，在上清液中加入Tgase来交联角蛋白，经过透析和冷冻干燥即可得到大分子角蛋白粉末。本发明的方法可以从废弃羊毛提取羊毛角蛋白并将其交联，羊角蛋白的分子量可以达到120kDa。该大分子量角蛋白的制备方法工艺简单，条件易控，原料为废弃的羊毛，废物再利用，不引入化学试剂，绿色环保，节约能源；本发明还提供所述大分子量角蛋白在生物材料上的应用，该纳米材料垫具有生物相容性以及促进伤口愈合的作用。

技术领域

本发明涉及一种大分子量角蛋白的制备方法及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

我国是产毛和用毛大国，每年都有大量不可纺的短纤维、粗纤维，以及前处理工艺中损坏的羊毛被废弃，既浪费资源又增加环境压力。如何将这些废弃的羊毛再利用，一直是研究的热点。

羊毛角蛋白的加工水解工艺包括化学处理法、物理加工法和生物酶水解法。化学处理法是采用强酸和强碱进行配合处理，水解产品营养价值破坏较多，而且环境污染严重而应用最少。物理加工法即高温高压水解法，对设备及耗能的要求很高，所以生产成本很高。化学处理法和物理加工法只能得到分子量很低的多肽；生物酶水解法是采用高活性的蛋白水解酶或者微生物在温和适宜的条件下将羊毛降解为可溶性，此法不仅污染少、耗能低、反应条件温和，但是角蛋白水解酶使用过程中存在反应难控制，酶作用专一性较差等问题，制备的角蛋白具有较低的分子量(60kDa)和较差的机械性能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明通过角蛋白酶与谷氨酰胺转氨酶联合使用，通过角蛋白酶来水解羊毛得到可溶性角蛋白水解液，通过离心，在上清液中加入Tgase来交联角蛋白，经过透析和冷冻干燥即可得到大分子角蛋白粉末。本发明提供的方法操作简单，获得的羊毛角蛋白分子量为120kDa。

本发明的第一个目的是提供一种大分子量角蛋白的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羊毛纤维洗净，用脱脂溶剂脱脂12～24h，清洗去除表面残留的脱脂溶剂，烘干剪碎，得到脱脂羊毛纤维；

(2)将步骤(1)中的脱脂羊毛纤维加入水中，调节pH至9～10，加入角蛋白酶，在45～55℃，水解12～24h，离心获得角蛋白水解液；

(3)将步骤(2)的角蛋白水解液pH调节至6～8，加入谷氨酰胺转氨酶，在45～55℃，反应24～48h，灭酶得到角蛋白溶液；

(4)将步骤(3)的角蛋白溶液经过透析、冷冻、干燥得到所述的大分子量角蛋白。

进一步地，所述的角蛋白酶的加入量为15,000～20,000U/g羊毛。

进一步地，所述的谷氨酰胺转氨酶的加入量为15-20U/g角蛋白。

进一步地，在步骤(2)中，脱脂羊毛纤维与水的浴比为4～6:100。

进一步地，在步骤(1)中，所述的脱脂溶剂为醚、苯、二硫化碳、丙酮、氯仿中的一种或多种混合。

进一步地，在步骤(1)中，所述的脱脂是在65～75℃处理12～24h。

进一步地，在步骤(4)中，所述的透析是采用分子截留量为8,000～14,000的透析袋透析2～4天，透析过程中4～6h换一次水。

进一步地，在步骤(2)中，所述的离心是在6000～10000rpm，离心5-10min。

本发明的第二个目的是提供所述的方法制备得到的角蛋白。

本发明的第三个目的是提供所述的角蛋白在生物纳米材料垫的应用。