角蛋白废弃物是一种可再生资源,可是目前尚未得到高附加值的应用,大量的堆积导致有些地方造成污染,研究开发简单、可行、经济、有效的羽毛降解工艺和方法,可以提高角蛋白废弃物的利用率和利用价值,即保护环境又资源利用。羽毛的微生物降解具有条件温和,耗能低,无污染等优点而受到广泛关注,但目前关于微生物降解羽毛的机制研究的较少。本论文利用课题组前期分离得到的角蛋白降解菌S.maltophillia DHHJ为模型研究其降解羽毛的生理生化机制,包括细菌分泌的角蛋白酶,细菌与羽毛的形态变化,然后纯化粗酶,得到的纯角蛋白酶做理化性质研究与质谱分析。以羽毛粉、干酪素和大豆粉作为诱导物的发酵试验中,得出胞外角蛋白酶为诱导酶,羽毛粉诱导酶活最高,96 h后达4.8U/mL。在对胞内胞外酶的探究试验中发现,S.maltophilia DHHJ菌胞内酶有一定降解羽毛作用,其为组成性表达。S.maltophilia DHHJ菌降解羽毛的发酵实验中,羽毛基本上被降解,细菌表面出现了大凹陷,在发酵液中也检测到角蛋白酶活。这些都表明对于羽毛的降解,一方面有细菌自身的胞吞作用。另一方面,其分泌的角蛋白酶也参与作用,而胞内酶则协助胞外酶降解羽毛。对S.maltophilia DHHJ发酵生产的胞外酶进行纯化。在实验室条件下,选择的纯化方式是硫酸铵盐析和DEAE柱层析。根据盐析曲线选定0-20%之间析出的蛋白质用于DEAE柱层析。DEAE柱层析采用分步洗脱方式,分别用含不同NaCl浓度的0.05mol/L Tris-HCl（pH 7.8）缓冲液洗脱,控制流速2mL/min,结果在lmol/L NaCl的缓冲液洗脱下收集到的洗脱液具有较高的比活力。最终角蛋白酶的纯化倍数为7.02,产率为13.17%,比活力为116.28U/mg蛋白。SDS-PAGE表明,S.maltophilia DHHJ所产的角蛋白酶是一种单体酶,分子量大约为19kD。对胞外酶纯化后进行理化性质研究。结果表明,纯酶液在低温环境（4）放置96 h,酶活损失22.2%,而在室温环境（25）下,几乎失活,表明胞外酶对温度较敏感。进一步实验发现1O mmol/L Ca²⁺,Ba²⁺,有机溶剂甘油和乙醇（浓度范围在0%-20%之间）都对角蛋白酶活有显著的促进作用,10 mmol/L Na+对酶活有些许促进作用,而10 mmol/LZn²⁺，d²⁺,表面活性剂Tween 80和SDS则对酶活有显著的抑制作用。ZnCl2抑制角蛋白酶的类型主要是与底物竞争性地抑制角蛋白酶活性。比起羽毛底物,角蛋白酶与酪蛋白的亲和能力更好。胞外酶盐析后进行NanoLC-ESI-MS/MS分析,分析报告表明角蛋白降解过程中超氧化物歧化酶、D-丙氨酰-D-丙氨酸羧肽酶、过氧化氢酶、CK1/VRK蛋白激酶及结合蛋白等可能起到了一定的作用。