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史劲松教授团队在Biotechnology Advances上综述角蛋白酶分子生物学及工业应用研究进展

编辑: 朱劼    发布日期: 2020-12-14   来源:365bet  

近日,365bet史劲松教授团队在国际权威期刊《Biotechnology Advances》在线发表了题为“The tale of a versatile enzyme: Molecular insights into keratinase for its industrial dissemination”的综述文章(DOI:10.1016/j.biotechadv.2020.107655)。博士研究生苏畅为论文第一作者,史劲松教授为论文通讯作者。

角蛋白酶是一种特殊的蛋白水解酶,能特异性降解结构高度顽固且不溶的角蛋白质,如羊毛、羽毛、人发等。作为养殖业和畜牧业的主要副产物,全世界每年产生大量的角蛋白废弃物,由于结构紧凑、二硫键含量高而难以处理,通常被焚烧、填埋或直接废置堆放,不仅给环境带来严重污染,也是对角蛋白资源的极大浪费。角蛋白酶的发现和利用有效地解决了这个问题,此外,角蛋白酶在饲料、肥料、制革、洗涤剂、化妆品以及医药领域也展现出广泛的应用潜力和价值。然而,“产量低、活性差、性质弱”一直是角蛋白酶研究的瓶颈问题,严重阻碍了角蛋白酶的工业化生产及应用。分子生物技术的快速发展为角蛋白酶的生产和性能全部提供了强有力的工具。该综述系统总结了角蛋白酶的应用潜力,并探讨了角蛋白酶催化机制;对其分子层面的研究进行了全面阐述,包括对基因序列和蛋白质结构的分析;此外,对角蛋白酶蛋白质工程改造的研究进展进行了综述和讨论,揭示了信号肽和前导肽等蛋白结构域的改造工程已成为提高角蛋白酶产量的重要策略,先进的蛋白质工程技术将推动角蛋白酶的工业化生产并促进其在多个领域的商品化应用。

相关工作得到了国家自然科学基金、江苏省重点研发计划、国家轻工技术与工程一流学科自主课题等项目的资助。

图1角蛋白酶的催化性能及应用潜力

图2角蛋白底物降解机制探讨

图3基因筛选与表达策略

图4角蛋白酶的成熟过程

(文/图:龚劲松、苏畅;审核:史劲松)