禽类羽毛除了少部分用作纺织原料及工艺品应用外，绝大多数被视为废物丢弃。羽毛的主要成份为角蛋白，适当处理后可转化为肽和氨基酸成为农业、日化或医药行业的产品原料。使用传统的物理化学处理方法会对环境造成很大污染。微生物降解条件温和，既可避免污染，又可将其转化为可利用的肽氨基酸。人们认为酶是大分子物质生物降解的关键因素，因此将角蛋白生物降解的研究工作集中在角蛋白酶纯化及其理化性质、基因工程菌的构建等方面。然而角蛋白酶及其工程菌无法很好地降解羽毛角蛋白，说明角蛋白酶是微生物降解羽毛的关键因素，并不是充分因素，羽毛降解过程还需要其他分子的参与。因此研究野生菌降解角蛋白分子的作用机制显得至关重要。　　细菌降解角蛋白相关基因的激发需要将外界信号转导进入细菌细胞体内，而羽毛粉是一种大颗粒不溶性底物，不能直接进入细胞内传导信号以诱导基因表达。本实验室前期研究认为不溶性的羽毛粉在细菌本底表达的胞外酶作用下，降解为水溶性片段，该片段与细菌细胞膜表面受体结合，受体感应后进一步启动降解系统，将角蛋白彻底分解。本论文就是在该基础上直接以水溶性角蛋白单体及Stenotrophomonas maltophilia(S.maltophilia) DHHJ为试材，解析角蛋白单体在菌产角蛋白酶中的作用。　　分别以化学水解法制备的角蛋白单体（Keratin，分子量约为10 kD）和角蛋白单体酶解后的片段为诱导源，以不添加角蛋白为阴性对照，添加羽毛粉为阳性对照，测定了72 h内S.maltophilia DHHJ产生的角蛋白酶的酶活。结果发现当无诱导源时，角蛋白酶本底表达，酶活始终处以一个较低水平（低于0.5 U/mL）；角蛋白单体和羽毛粉均能诱导S.maltophilia DHHJ产生较高酶活，且在诱导48 h后酶活最高，分别可达20 U/mL和16 U/mL；而以角蛋白单体酶解后的片段为诱导源，测得的酶活低，只有2.3 U/mL。以上结果表明，羽毛胞外降解的角蛋白单体作为诱导源会启动角蛋白酶基因表达。　　利用荧光标记技术，使用荧光显微镜及共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）进一步明确角蛋白单体与细菌细胞的相互作用。S.maltophilia DHHJ分别和异硫氰酸荧光素（FITC）标记的角蛋白单体（FITC-Keratin），FITC-Keratin与牛血清白蛋白（BSA）的混合溶液（FITC-Keratin:BSA），FITC共培养3 h，检测其上清与沉淀荧光值的变化，结果发现FITC组的荧光值在上清及沉淀中表现恒定；FITC-Keratin组沉淀的荧光值恒定，上清的荧光值明显上升；FITC-Keratin:BSA组沉淀及上清的荧光值皆呈现波动式上升，表明BSA与FITC-Keratin对S.maltophilia DHHJ细胞表面的结合位点存在竞争性关系，且S.maltophilia DHHJ会首先选择结合BSA。当BSA被利用至含量较少时，才会选择结合利用FITC-Keratin，此时开启细胞内的信号通路，激发了降解角蛋白的相关基因的表达并且产生角蛋白酶。本论文结果为进一步解析角蛋白降解的信号通路奠定了基础，同时对角蛋白的资源化利用也有积极作用。