1.1研究背景、目的和意义

碱性蛋白酶是指在碱性条件下具有活性，能够水解蛋白质肽键的酶类, 是商品蛋白酶中应用最广、产量最大的一类蛋白酶，是商业上非常重要的酶类。现已广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。它在医药、食品、饲料、环保、银回收、化学工业、基础研究中显示了广泛的应用前景， 已成为国内外研究热点。然而， 许多碱性蛋白酶在工业化应用中存在局限性， 比如在含阴离子表面活性剂和氧化剂的环境中活力和稳定性均较低以及培养基的成本约占工业化碱性蛋白酶成本的30%～40%[1,2]。

碱性蛋白酶广泛存在于微生物中，而地衣芽抱杆菌是盛产碱性蛋白酶的传统菌株，具有产蛋白酶量大，耐高温、高碱等特点， 因此对地衣芽抱杆菌碱性蛋白酶的研究成为蛋白酶研究的热点。碱性蛋白酶作为工业上主要酶添加剂之一,在饲料工业、动物食品加工、丝绸和制革工业中具有广泛用途，尤其在饲料工业方面，添加碱性蛋白酶到动物饲料中可以提高饲料利用率， 利用碱性蛋白酶水解大豆蛋白生产大豆多肤等。目前， 我国研究和生产的碱性蛋白酶的活力水平虽然不断提高，但大多数采用进口的碱性蛋白酶制剂，并且大规模工业生产中用的碱性蛋白酶还是主要依赖进口[3]。

作为重要的商业用酶之一，蛋白酶约占工业用酶市场的60%，据报道，2005 年全球蛋白水解酶销售收入为1~1.2 亿美元。蛋白酶在食品、洗涤、纺织及皮革等行业有着广泛的应用，此外随着生物催化技术的飞速发展，蛋白酶在制药和有机合成工业也有众多应用。近年来碱性蛋白酶作为工业催化剂得到广泛使用，尤其是作为无磷洗衣粉的添加剂使用，使碱性蛋白酶商业制剂的销售占整个蛋白酶市场的1/3 以上。

几乎所有的生物体均有蛋白酶的存在，但是只有高产率的胞外蛋白酶生产菌株才具有工业应用价值。微生物生产蛋白酶技术的开发还存在产物活性不高、性质差异大、基因工程菌不稳定等问题的制约，因此筛选高产碱性蛋白酶生产菌株仍是解决诸多问题的重要手段。由于芽胞杆菌的高热和酸碱稳定性，多数商业蛋白酶的生产菌株采用芽胞杆菌来源，故芽胞杆菌来源蛋白酶的筛选显得尤为重要[4,5]。

碱性蛋白酶最早在猪胰脏中发现，是一类最适pH偏碱性、适于在碱性条件下水解蛋白质的酶类。该类酶分布广泛，动物、植物及微生物中都存在。1945年，微生物产碱性蛋白酶在地衣芽孢杆菌中发现。目前，枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜碱性芽孢杆菌和霉菌，以及一些低温菌，如假单胞菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、异单孢菌属、耶尔森氏菌属、希瓦氏菌属等都发现了碱性蛋白酶的存在，其中几种已成为工业产酶微生物，在洗涤、制革、食品等行业得到了广泛的应用[6]。

碱性蛋白酶最适pH 值一般为9～11，属内肽酶中的丝氨酸蛋白水解酶类，除可催化蛋白质水解为氨基酸外，在有机溶剂中还可催化多肽的合成。它在商业中的巨大应用前景及在基础研究中的重要作用，吸引着国际国内的许多公司及研究单位竞相对其进行多方面的研究。微生物蛋白酶均为胞外酶，与动、植物源蛋白酶相比具有下游技术处理相对简单、价格低廉、来源广、菌体易于培养、产量高、高产菌株选育简单、快速、具有动植物蛋白酶所具有的全部特性，同时易于实现工业化生产。而且碱性蛋白酶比中性蛋白酶具有更强的水解能力和耐碱能力，有较大耐热性且有一定的酯酶活力[7-9]。

碱性蛋白酶是在碱性条件下水解蛋白质肽键的一类酶，应用于洗涤、制革、纺织、医药等生产中，显示出良好的使用性能和经济价值。微生物是碱性蛋白酶的重要来源，可产生大量的胞外酶，适于工业化生产，由于培养简便、价格低廉、来源广、产量高等优点而得以广泛应用[10]。

碱性蛋白酶指的是在pH碱性范围内水解蛋白质肽键的酶类，最适pH为9.0~11.0，是重要的工业用酶。碱性蛋白酶作为工业催化剂已广泛应用于制革、银回收、医药、食品加工、饲料、化学工业、废物处理等行业。近年来，对碱性蛋白酶的研究主要来源于地衣芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌等芽孢杆菌属。碱性硅溶胶中碳源、氮源贫乏，且pH在10左右，属于高碱性环境[11,12]。

1.2国内外研究综述