一种利用角蛋白酶水解玉米黄粉醇溶蛋白的方法

本发明涉及一种利用角蛋白酶水解玉米黄粉醇溶蛋白的方法，属于酶工程。

背景技术：

1、玉米黄粉是一种玉米淀粉加工厂常见的副产物，具体是指湿法提取玉米淀粉后的一种废弃渣料，主要成分为蛋白质、纤维素、少量的淀粉和脂肪等。其中蛋白质的含量约占固形物的70％，是饲料添加的优质蛋白质来源。但玉米黄粉中的蛋白质多为醇溶蛋白，不溶于水，难以被禽畜消化，这一特性限制了玉米黄粉的应用范围，造成了资源的浪费。

2、醇溶蛋白与角蛋白结构类似，均为富含二硫键的硬质蛋白质。市面上常见的酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶对玉米黄粉醇溶蛋白的水解效率较差。因此，急需找到一种可以充分水解玉米黄粉醇溶蛋白的方法。

技术实现思路

1、本发明要提供一种水解效率高的利用角蛋白酶水解玉米黄粉醇溶蛋白生产可溶蛋白、氨基酸用于饲料添加的方法。

2、本发明提供了一种水解玉米黄粉醇溶蛋白的产品，所述产品中含有氨基酸序列如seq id no.1所示的角蛋白酶。

3、在本发明的一种实施方式中，所述产品包括但不限于复合酶剂、表达角蛋白酶的基因工程菌。

4、在本发明的一种实施方式中，所述产品中，角蛋白酶的添加量至少为：100000u/ml。

5、在本发明的一种实施方式中，编码所述角蛋白酶的核苷酸序列如seq id no.2所示。

6、本发明提供了一种玉米黄粉醇溶蛋白的水解方法，所述方法为，将角蛋白酶，或含有角蛋白酶的酶制剂，或表达角蛋白酶的重组细胞添加至含有玉米黄粉或玉米黄粉醇溶蛋白的反应体系中进行水解反应。

7、在本发明的一种实施方式中，所述角蛋白酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。

8、在本发明的一种实施方式中，编码所述角蛋白酶的核苷酸序列如seq id no.2所示。

9、在本发明的一种实施方式中，所述方法为将玉米黄粉与角蛋白酶混合反应，即可水解玉米黄粉中的醇溶蛋白得到可溶蛋白和氨基酸。

10、在本发明的一种实施方式中，所述角蛋白酶在反应体系中的添加量为100000～200000u·ml-1。

11、在本发明的一种实施方式中，所述角蛋白酶在反应体系中的添加量为130000u·ml-1。

12、在本发明的一种实施方式中，所述角蛋白酶在反应体系中的添加量为160000u·ml-1。

13、在本发明的一种实施方式中，所述反应体系中，玉米黄粉的添加量为0.2～0.4g·ml-1。

14、在本发明的一种实施方式中，所述反应温度为40～80℃。

15、在本发明的一种实施方式中，所述反应温度为60℃

16、在本发明的一种实施方式中，所述反应ph为7～8。

17、在本发明的一种实施方式中，所述反应时间为1～4h。

18、本发明还提供了一种基因工程菌，所述基因工程菌表达了上述角蛋白酶。

19、在本发明的一种实施方式中，所述角蛋白酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。

20、在本发明的一种实施方式中，编码所述角蛋白酶的核苷酸序列如seq id no.2所示。

21、在本发明的一种实施方式中，所述基因工程菌是以地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌或大肠杆菌为表达宿主。

22、在本发明的一种实施方式中，所述基因工程菌是以枯草芽孢杆菌为表达宿主。

23、在本发明的一种实施方式中，所述重组枯草芽孢杆菌以pp43nmk质粒为表达载体、以枯草芽孢杆菌wb600为宿主表达角蛋白酶基因。

24、本发明还提供了上述角蛋白酶的制备方法，所述方法为：将重组枯草芽孢杆菌接种至发酵培养基进行发酵，发酵结束后将发酵液进行离心得到发酵上清即为角蛋白酶粗酶液。

25、本发明还提供了上述方法在水解玉米黄粉生产可溶蛋白、氨基酸方面的应用。

26、本发明还提供了一种角蛋白酶或含有角蛋白酶的酶制剂或表达角蛋白酶的宿主细胞在水解玉米黄粉中的应用，所述角蛋白酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。

27、在本发明的一种实施方式中，所述应用为，将角蛋白酶或含有角蛋白酶的复合酶剂或表达角蛋白酶的重组细胞添加至含有玉米黄粉的体系中，进行水解反应。

28、在本发明的一种实施方式中，所述宿主细胞是以细菌或真菌为表达宿主。

29、在本发明的一种实施方式中，编码所述角蛋白酶的核苷酸序列如seq id no.2所示。

30、有益效果

31、(1)本发明通过利用角蛋白酶粗酶液水解玉米黄粉，在60℃条件下反应3h可达到较大程度的醇溶蛋白水解，比市售其他种类蛋白酶水解玉米黄粉产生更多的可溶蛋白。

32、(2)目前主要用于水解玉米黄粉的蛋白酶为碱性蛋白酶，该酶的最适反应ph为10，但玉米黄粉的ph偏酸，本发明提供的角蛋白酶的工业发酵生产简单，且用于水解玉米黄粉时无需另外调节ph，无需另外添加还原剂等，能源损耗较小，成本低。玉米醇溶蛋白采用角蛋白酶经酶法水解后产生的可溶蛋白和氨基酸更易被禽畜吸收，使玉米黄粉得到更好的回收利用。

33、(3)本发明涉及的角蛋白酶是由枯草芽孢杆菌发酵生产得到，该菌株为食品安全菌株，产生的角蛋白酶在玉米黄粉水解体系中也可作为额外的蛋白补充剂，直接添加到饲料中为禽畜所利用，可产生额外的经济效益。

技术特征：

1.一种水解玉米黄粉醇溶蛋白的产品，所述产品中含有氨基酸序列如seq id no.1所示的角蛋白酶。

2.根据权利要求1所述的产品，其特征在于，所述产品包括复合酶剂、表达了所述角蛋白酶的基因工程菌。

3.一种水解玉米黄粉醇溶蛋白的方法，其特征在于，所述方法为，将氨基酸序列如seqid no.1所示的角蛋白酶，或将含有所述角蛋白酶的酶制剂，或将表达了所述角蛋白酶的宿主细胞添加制备含有玉米黄粉或玉米黄粉醇溶蛋白的体系中进行反应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，编码所述角蛋白酶的核苷酸序列如seq idno.2所示。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述角蛋白酶在反应体系中的添加量为100000～200000u·ml-1。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述体系中，所述玉米黄粉的浓度为0.2～0.4g·ml-1。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述体系中，反应温度40～80℃，ph为7～8，反应时间为1～4h。

8.一种角蛋白酶或含有角蛋白酶的酶制剂或表达了角蛋白酶的宿主细胞在水解玉米黄粉中的应用，其特征在于，所述角蛋白酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用为，将角蛋白酶或含有角蛋白酶的复合酶剂或表达角蛋白酶的重组细胞添加至含有玉米黄粉的体系中，进行水解反应。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述宿主细胞是以细菌或真菌为表达宿主。

技术总结
本发明公开了一种利用角蛋白酶水解玉米黄粉醇溶蛋白的方法，属于酶工程技术领域。本发明利用角蛋白酶水解玉米黄粉醇溶蛋白，采用1mL酶活为160000的角蛋白酶粗酶液于60℃下反应3h可完全水解0.2g玉米黄粉中的不溶性蛋白质，且最多可处理0.322g玉米黄粉，优于酸性、中性、碱性蛋白酶对玉米黄粉的水解能力。玉米醇溶蛋白采用角蛋白酶经酶法水解后产生的可溶蛋白和氨基酸更易被禽畜吸收，使玉米黄粉得到更好的回收利用；本发明涉及的角蛋白酶是由枯草芽孢杆菌发酵生产得到，该菌株为食品安全菌株，产生的角蛋白酶在玉米黄粉水解体系中也可作为额外的蛋白补充剂，直接添加到饲料中为禽畜所利用，可产生额外的经济效益。

技术研发人员：张娟,彭政,吉晓梅,陈坚,堵国成,李江华
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15