纤维素酶的研究进展与发展趋势.docx
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1、纤维素酶的研究进展与发展趋势 摘要 介绍了国内外纤维素酶的探讨进展,并简要阐述了纤维素酶探讨的发展趋势。 关键词 纤维素酶 探讨 进展 趋势 纤维素是植物细胞壁的主要成分,广泛存在于自然界,是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。随着世界人口的增长,为解决日益加剧的食品和能源危机,纤维素资源的利用引起了世界各国的极大关注和高度重视。纤维素酶能够有效地分解自然纤维素,是解决能源危机,食品和饲料惊慌及环境污染等问题的重要途径之一。 1 纤维素酶的探讨 在自然界中,绝大多数的纤维素是由微生物通过分泌纤维素酶来进行降解的。早在l850年,Mifscherlich己经视察到微生物分解纤维素现象。但纤维素酶的
2、探讨则是从1906年Seilliere在蜗牛消化液中发觉了分解自然纤维素的酶,以后才渐渐起先的。1912年Pringsheim从耐热性纤维素细菌中分别出纤维素酶。1933年Grassman辨别出了一种真菌纤维素酶的两个组分。1954年,美国陆军Natick试验室起先探讨军用纤维素材料微生物降解的防护问题,后来发觉纤维素经微生物降解后,可产生经济、丰富的生产原料,并且有望解决自然界不断产生的固体废物问题,于是纤维素酶得到了广泛的关注。 50年头,纤维素酶工作转向纤维素酶本身的性质、作用方式、培育条件、测定方法等探讨。l958年,美国华盛顿高校Fry等人用酶水解非淀粉多糖,从那时起,纤维素酶的探讨
3、在世界很多国家快速推广,特殊在产纤维素酶的微生物选育、培育条件、纤维素酶的性质、纤维素酶的分别、提纯和协同作用方面的探讨进展较快。6073年头,Nisizawahe Woo等人对绿色木霉和黑曲霉的纤维素酶做了大量的探讨,将纤维素酶分成不同组分,并进行了鉴定。7380年头起先利用诱变等育种手段对产纤维素酶的微生物进行了改造,提高其产酶活性。80年头以后,人们起先利用遗传工程从分子生物学水平对纤维素酶生产菌株进行诱变育种,并对纤维素酶蛋白质的氨基酸序列及其分别纯化等方面进行了深化细致的探讨。目前,对纤维素的酶法转化探讨最多的是美国、丹麦、俄罗斯、日本和芬兰,并且获得了一些优良的纤维素酶生产菌,并以
4、纤维素制糖为主要目标,分别建立了中试工厂。 2 纤维素酶的水解机制 关于纤维素酶水解的机制至今仍无完全统一的相识,目前普遍接受的理论主要为协同理论。该理论认为,纤维素的酶水解过程是由C1酶、Cx酶、-葡萄糖苷酶系统作用的结果,水解过程为:先是Cx酶作用于纤维素分子非结晶区内部的-1, 4糖苷键,形成短链的-寡聚糖;C1酶作用于-寡聚糖分子的非还原末端,以二糖为单位进行切割产生纤维二糖;接着,部分降解的纤维素进一步由C1酶和Cx酶协同作用,分解生成纤维二糖、纤维三糖等低聚糖;最终由-葡萄糖苷酶作用分解为葡萄糖。纤维二糖对CBH和EG有剧烈抑制作用,-葡萄糖苷酶BG将纤维二糖和纤维三糖水解为葡萄糖
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