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摘要角蛋白是一种坚韧的纤维结构蛋白，因大量二硫键的存在难以被胃蛋白酶、胰蛋白酶等消化，角蛋白广泛存在于农业废弃物中，特别是近年来家禽业的发展造成了羽毛角蛋白资源的大量堆积。角蛋白酶能特异攻击二硫键以降解角蛋白，但热稳定性差等因素限制了角蛋白酶的工业应用。从极端环境，特别是高温环境微生物中鉴定角蛋白酶，并进一步通过分子改造提高酶热稳定性具有重要工业应用意义。因此，本研究从戈壁来源的DeinococcusgobiensisI-0和热泉来源的Deinococcus geothermalis基因组中鉴定出角蛋白酶DgoKer和DgeKer，并通过理性设计进一步提升角蛋白酶热稳定性，主要研究结果如下：<br>　　1.氨基酸序列分析发现，DgoKer、DgeKer与M.taiwanensis WR-220角蛋白酶MtaKer氨基酸一致性分别为58.68%、58.96%。结构分析发现，DgoKer、DgeKer都含有信号肽、N端前肽、成熟区、角蛋白酶保守催化三联体，DgoKer和DgeKer三联体分别为Asp171-His203-Ser358和Asp171-His203-Ser354，其中，DgeKer还含有C端结构，另外，DgoKer与DgeKer一致性为66.91%。<br>　　2.本研究通过E.coli BL21表达并纯化了DgoKer、DgeKer，酶学性质分析发现DgoKer比酶活为51147U/mg，最适温度为60℃，最适pH为7，60℃下半衰期（t1/2）为46.52min；DgeKer比酶活为40356U/mg，最适温度为70℃，最适pH为9，60℃下t1/2为103.45min。DgoKer和DgeKer能在60℃条件下降解完整羽毛。经典角蛋白酶KerA在60℃下t1/2为26.46min，由此可见，DgoKer在60℃下t1/2高于KerA，但低于DgeKer。<br>　　3.为了研究C端结构对DgeKer热稳定性的影响，本研究构建了C端结构缺失突变蛋白DgeKer-C，结果发现DgeKer-C比酶活为41814U/mg，最适温度为70℃，最适pH为10，60℃下半衰期t1/2为169.10min，比DgeKer高65.65min，由此可见，C端结构缺失突变蛋白DgeKer-C热稳定性得到提高。<br>　　4.为了提高DgoKer温度稳定性，本研究通过schema计算方法对DgoKer和DgeKer进行模块重组，构建突变蛋白DgoKer-3，酶学性质分析显示DgoKer-3最适温度为60℃，70℃下的相对酶活为98%，在60℃下的t1/2为110.02min，为野生型DgoKer的2.3倍，并可在70℃下快速降解羽毛（60min），而野生型DgoKer仅能降解部分羽毛。由此可见，DgoKer-3蛋白60℃下稳定性及70℃下酶活得到提高。<br>　　综上所述，我们从戈壁和热泉来源的异常球菌属微生物中鉴定出DgoKer和DgeKer角蛋白酶，并通过理性设计得到热稳定性更好的突变角蛋白酶DgoKer-3、DgeKer-C，为工业应用提供了候选者和基础。<br>