羅曉春教授課題組在Green Chemistry雜志上發(fā)表論文報(bào)道羽毛降解菌改造研究進(jìn)展
6月15日，我院羅曉春教授課題組在Green Chemistry雜志(IF=9.480)上發(fā)表了一篇題為Promotion of feather waste recycling by enhancing reducing power and keratinase activity of Streptomyces sp. SCUT-3的論文，碩士研究生梁爽為該文第一作者（論文鏈接https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/GC/D1GC00677K#!divAbstract）。
隨著禽類(lèi)養(yǎng)殖的快速發(fā)展，全球每年產(chǎn)生超過(guò)1000萬(wàn)噸以上的羽毛廢棄物。羽毛角蛋白含量超過(guò)85%，但是含有豐富二硫鍵高度折疊而難于被降解利用。2020年該課題組在Communications Biology上報(bào)道了一株能高效降解羽毛的鏈霉菌Streptomyces sp. SCUT-3，并揭示了該菌的羽毛降解機(jī)制 （https://www.nature.com/articles/s42003-020-0918-0）。在該研究的基礎(chǔ)上，此次研究進(jìn)一步詳細(xì)的揭示了該菌半胱氨酸雙加氧酶CDO1產(chǎn)生亞硫酸鹽還原羽毛中二硫鍵的機(jī)制。
鏈霉菌SCUT-3的CDO1二硫鍵還原機(jī)制
該研究還通過(guò)共過(guò)表達(dá)蛋白酶Sep39和CDO1實(shí)現(xiàn)了該菌羽毛降解效率的顯著提升。
增強(qiáng)鏈霉菌SCUT-3蛋白酶和還原力的分子改造
通過(guò)分子改造菌株對(duì)羽毛的固體發(fā)酵，可以獲得直接可溶氨基酸超過(guò)30%，可溶多肽超過(guò)20%以上的降解羽毛粉。獲得的降解羽毛粉可在動(dòng)物飼料中有效替代魚(yú)粉；在植物中可作為高端植物促生長(zhǎng)氨基酸肥，生產(chǎn)1噸生菜，添加1公斤降解羽毛粉，可實(shí)現(xiàn)生菜產(chǎn)量提升60%。該項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)完成中試生產(chǎn)，正在加快產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用進(jìn)程。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)將廉價(jià)羽毛廢棄物轉(zhuǎn)化為高附加值的動(dòng)植物營(yíng)養(yǎng)，助力解決高端動(dòng)物飼料原料和植物營(yíng)養(yǎng)素依賴(lài)進(jìn)口的卡脖子技術(shù)。
降解羽毛粉在動(dòng)植物種養(yǎng)中的應(yīng)用
該研究得到了廣東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金GDME-2018c008及GDOE[2019]A20項(xiàng)目的資助。
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