严 冬，李姜函，陈 欢，赵康康，颜 华，贾良辉

(西北农林科技大学 生命科学学院，陕西 杨凌 712100)

在牲畜生产和肉类加工中会产生大量有机废物和副产物，包括骨头、皮肤及富含角蛋白的爪蹄、羽毛等[1]。每年在畜牧业中产生的鸡羽毛副产物就达50亿kg[2]。研究表明，羽毛成分与动物纤维相似，其最主要的结构蛋白是角蛋白[3]，可用作塑料、制药等领域的珍贵原料[4-5]。在角蛋白的结构中，包含大量α-螺旋及β-折叠。丰富的二硫键含量使得角蛋白具有极强的水不溶性与耐受性[6]。因此，目前对羽毛的主要处理方法是焚烧法，而这会使得有机副产物在焚烧过程中产生多种污染物，包括固体颗粒、酸性气体、氮氧化物，对环境造成极大危害[7]。此外，部分羽毛会采用工业方法进行降解处理，但由于降解处理时常使用大量强酸、强碱及强氧化剂，这不仅会破坏羽毛降解得到的产物，还会对环境造成二次污染[8-9]，同时也会消耗大量的淡水资源，加剧水资源缺乏[10]。因此，环境友好型生物降解羽毛逐渐走进了人们的视野[11]。

目前，已分离出多种能发酵生产角蛋白酶的微生物，包括细菌[12]、放线菌[13-14]、真菌[15]等，并且已有角蛋白酶异源表达的报道[16]。然而，研究表明在角蛋白降解过程中至少有3种不同的酶参与，分别发挥内切、外切及寡肽水解作用[17]；角蛋白酶在降解羽毛过程中表现低效[18]。因此，在单个基因水平上操作，以期获得高效降解羽毛的菌株往往会受到阻碍[19]。基因诱变是一种基因组水平上的操作，DNA在诱变剂作用下被损伤，而在DNA修复过程中，细微的偏差会改变细胞的代谢[20-21]。……