熊 敏，廖永庆，张 敏，苗朝棋，蔡冬波，陈守文

(1.湖北大学 生命科学学院 省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室，湖北 武汉 430062；2. 武夷学院 生态与资源工程学院 绿色化工技术福建省高等学校重点实验室，福建 武夷山 354300)

角蛋白是广泛存在于动物皮肤及其衍生物(如毛发、鳞甲和羽毛等)中的蛋白质，在自然界中的丰度仅次于甲壳素和纤维素，排在第三位。角蛋白是纤维状蛋白质，其化学键(二硫键、氢键和疏水相互作用)的取向和相互作用使角蛋白具有特殊的结构，能抵抗多种常用蛋白酶如木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶的降解[1]。

角蛋白废弃物具有转化为增值产品或生物能源的巨大潜力，目前角蛋白废弃物的利用往往涉及污染较大的物理和/或化学前处理过程，随着“生物催化”这种绿色技术的出现，用可降解角蛋白的角蛋白酶代替高能耗、重污染的物理和/或化学过程越来越受到重视。角蛋白酶的应用领域不只局限于角蛋白废物的去除和转化，还在工业、医药和化妆品等行业得到广泛应用[2]。本文综述了角蛋白酶的来源、分类和性质，蛋白改造，高效表达育种，发酵工艺优化以及角蛋白酶的应用。

1 角蛋白酶来源、分类及性质

细菌中的芽孢杆菌属Bacillus是最主要的产角蛋白酶的微生物，其中Bacilluslicheniformis是第一个商品化的耐热角蛋白酶VersazymeTM的来源[3]；放线菌中的链霉菌属Streptomyces也有多个种可以产角蛋白酶；此外，还有Clostridium、Chryseobacterium、Fervidobacterium、Thermoanaerobacter、Kocuria、Stenotrophomonas、Kytococcus、Lysobacter、Vibrio、Brevibacillus、Pseudomonas、Serratia、Microbacterium、Aeromonas、Burkholderia、Rhodococcus、Geobacillus、Amycolatopsis、Meiothermus和Paenibacillus等[4]。

而产角蛋白酶的真菌有Aspergillus、Doratomyces、Myrothecium、Paecilomyces、Scopulariopsis、Trichoderma、Trichophyton、Fusarium、Acremonium、Onygena、Cladosporium、Microsporum、Lichtheimia、Chrysosporium和Aphanoascus[5]。

角蛋白酶大多为单体酶，但也有寡聚酶。……