主要研究内容：

1、对环境样品构建了一个大约包含80,000个克隆的Fosmid文库，经高通量筛选获得一段角蛋白酶编码基因，并成功实现其在枯草芽孢杆菌中的异源克隆表达。

2、利用前导肽工程改造提高角蛋白酶的活性，经过有效筛选获得15个活性超过800 U·mL^-1的突变体，其中突变体M7的酶活可达到1114 U·mL^-1，较野生型提高6倍。

3、通过启动子元件改造调控宿主细胞生长与产酶过程，通过菌体密度依赖型启动子PaprE代替组成型启动子PHpa II，使产酶生物量获得提升，最高菌浓（OD600 nm）从8提高到10；酶活最高可达到2300 U·mL^-1，是使用组成型启动子的2倍。通过对启动子的拷贝数进行优化，获得了重组菌角蛋白酶活性最高的二串联体启动子PaprE-PaprE，酶活可达3080 U·mL^-1。将启动子的-10区和-35区序列突变为σ因子识别的保守序列，进一步使酶活提高到3500 U·mL^-1。另外，对培养基的碳源进行优化，促进了菌体的生长与积累，结果表明添加2%的葡萄糖能够延长菌体的生长时间，最大菌浓可达到15.6。同时产酶量也随着菌体生长时间的延长而增加，培养84 h后达到峰值4200 U·mL^-1。

4、借助计算机辅助策略改造关键Loop区域提高角蛋白酶热稳定性，在保持酶活的基础上，获得了6个热稳定性提升的突变体，进一步通过组合突变构建获得6个位点的协同改造突变体，使角蛋白酶在60℃下的失活半衰期从17.3 min提高至66.1 min，并且最适反应温度从40℃提高至60℃。

应用情况：

开发的角蛋白酶已经在江苏博立生物制品有限公司实现中试生产，角蛋白酶发酵活性超过15000 U·mL^-1。可应用于清除烧伤创面痂皮，制备活性角蛋白等。以活性角蛋白为原料，进一步开发制备了角蛋白凝胶、角蛋白-壳聚糖复合海绵、角蛋白-PHBV纳米纤维膜等促愈合伤口敷料等产品。