本发明公开了一种大分子量角蛋白的制备方法及其应用,本发明通过角蛋白酶与谷氨酰胺转氨酶联合使用,通过角蛋白酶来水解羊毛得到可溶性角蛋白水解液,通过离心,在上清液中加入Tgase来交联角蛋白,经过透析和冷冻干燥即可得到大分子角蛋白粉末。本发明的方法可以从废弃羊毛提取羊毛角蛋白并将其交联,羊角蛋白的分子量可以达到120kDa。该大分子量角蛋白的制备方法工艺简单,条件易控,原料为废弃的羊毛,废物再利用,不引入化学试剂,绿色环保,节约能源;本发明还提供所述大分子量角蛋白在生物材料上的应用,该纳米材料垫具有生物相容性以及促进伤口愈合的作用。

本发明通过角蛋白酶与谷氨酰胺转氨酶联合使用，通过角蛋白酶来水解羊毛得到可溶性角蛋白水解液，通过离心，在上清液中加入Tgase来交联角蛋白，经过透析和冷冻干燥即可得到大分子角蛋白粉末。本发明提供的方法操作简单，获得的羊毛角蛋白分子量为120kDa。

本发明的第一个目的是提供一种大分子量角蛋白的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羊毛纤维洗净，用脱脂溶剂脱脂12～24h，清洗去除表面残留的脱脂溶剂，烘干剪碎，得到脱脂羊毛纤维；

(2)将步骤(1)中的脱脂羊毛纤维加入水中，调节pH至9～10，加入角蛋白酶，在45～55℃，水解12～24h，离心获得角蛋白水解液；

(3)将步骤(2)的角蛋白水解液pH调节至6～8，加入谷氨酰胺转氨酶，在45～55℃，反应24～48h，灭酶得到角蛋白溶液；

(4)将步骤(3)的角蛋白溶液经过透析、冷冻、干燥得到所述的大分子量角蛋白。

我国是产毛和用毛大国，每年都有大量不可纺的短纤维、粗纤维，以及前处理工艺中损坏的羊毛被废弃，既浪费资源又增加环境压力。如何将这些废弃的羊毛再利用，一直是研究的热点。

羊毛角蛋白的加工水解工艺包括化学处理法、物理加工法和生物酶水解法。化学处理法是采用强酸和强碱进行配合处理，水解产品营养价值破坏较多，而且环境污染严重而应用最少。物理加工法即高温高压水解法，对设备及耗能的要求很高，所以生产成本很高。化学处理法和物理加工法只能得到分子量很低的多肽；生物酶水解法是采用高活性的蛋白水解酶或者微生物在温和适宜的条件下将羊毛降解为可溶性，此法不仅污染少、耗能低、反应条件温和，但是角蛋白水解酶使用过程中存在反应难控制，酶作用专一性较差等问题，制备的角蛋白具有较低的分子量(<60kDa)和较差的机械性能。

江南大学（Jiangnan University），坐落于无锡市，是中华人民共和国教育部直属高校，国家“双一流”建设高校， “211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校，入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。

(1)本法制备的角蛋白分子量大，可达120kDa，属于可溶性蛋白，并且热稳定性提高。

(2)本发明在制备大分子量角蛋白时利用角蛋白酶和TGase，反应条件温和，对环境的污染小。

(3)本发明制备出的大分子量角蛋白提高细胞的存活率，促进细胞迁移。

(4)本发明制备出的大分子量角蛋白可以提高角蛋白纳米纤维的机械性能，其中，杨氏模量提高了41％。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。