纤维素酶半纤维素酶的应用及分子相关性

《纤维素酶半纤维素酶的应用及分子相关性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第14卷第1期纤维素科学与技术Vol.14No.12006年3月JournalofCelluloseScienceandTechnologyMar.2006文章编号：1004-8405(2006)01-0047-05纤维素酶半纤维素酶的应用及分子相关性张晓勇，高向阳*，陈秀霞，徐凤彩（华南农业大学生命科学院，广东广州510642）摘要：对纤维素酶和半纤维素酶（主要是木聚糖酶）的应用、分子结构上的相关性及其分子酶工程的研究进展作了简要评述，重点对纤维素酶与木聚糖酶分子结构上的相关性进行了分析和概括。关键词：纤维素酶；半纤维素酶；木聚糖酶

2、；分子相关性；分子酶工程中图分类号：Q74;Q55文献标识码：A纤维素、半纤维素是植物细胞壁的主要组成物质，这些物质是自然界中最主要的可再生[1]资源之一，被广泛用于畜牧、食品、造纸、医药等行业。这些可再生资源要获得充分完全[2]的利用，纤维素酶（cellulase）和半纤维素酶（hemicellulases）的降解是很重要的一部分。纤维素酶由葡聚糖内切酶（EC3.2.1.4，也称Cx酶）、葡聚糖外切酶（EC3.2.1.91，也称C1酶）和β－葡萄糖糖苷酶（EC2.1.21，也称CB酶或纤维二糖酶）三个主要成分组成的诱导型复合酶系；半

3、纤维素酶也是木聚糖酶（xylanase）、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、阿拉伯半乳糖酶和木葡聚糖酶等多组酶的总称。纤维素酶和半纤维素酶通常伴随着出现在某些微生物的发酵产物中，而且它们在应用、分子结构及作用机理等方面都有相似性和相关性。1纤维素酶的应用1.1在畜牧业纤维素酶是畜牧业中一种新型饲料添加剂，它可以将纤维素转化为糖和菌体蛋白，改进动物饲料利用性，最大限度地利用饲料，降低养殖成本。1.2在食品工业纤维素酶在食品工业上的应用更为广泛。如用于豆腐生产中，能提高出品率10%；用于制备速溶茶，可有效提高速溶茶的提取率；用于果蔬榨汁，能大大提

4、高出汁率；用于大豆的提取，可提高优质蛋白得率，还可回收豆渣中的蛋白和油脂；用于淀粉的制造，能缩短制造时间，提高淀粉的出品率；用于烟草生产，改善烟草品质；用于酒的酿造，提高出酒率3%～[3]5%；用于酱油的发酵，能提高酱油得率，改善酱油的风味和品质等。1.3在洗涤工业碱性纤维素酶可选择性附在棉纤维结晶区，使棉纤维蓬松，水合纤维分解，胶状污垢脱收稿日期：2005-04-07*通讯联系人gaogxy@126.com作者简介：张晓勇（1978~），男，硕士研究生，主修生物化学与分子生物学，主要从事酶工程方向的研究。48纤维素科学与技术第14卷

5、落，从而改变传统去污机制。此外纤维素酶在造纸、医药、纺织、地质等方面用途也很广。2半纤维素酶的应用2.1在畜牧业在饲料中添加半纤维素酶可以促进动物对脂肪和蛋白质的消化及吸收，提高饲料的转化[4][5]率；半纤维素酶与蛋白酶组成的酶制剂还能提高猪仔的日增重，降低猪仔死亡率。2.2在食品工业半纤维素酶可以分解咖啡中的半乳糖为低聚糖，大大降低咖啡的粘度，从而降低了速溶咖啡的生产成本；半纤维素酶可以水解谷物面粉中的木聚糖产生木寡糖从而大大改善了面包[6]的质地结构和松软度。2.3在造纸工业用半纤维素酶对硫酸盐纸浆进行漂白，有很大的增强作用，并

6、且半纤维素酶通过提高纸浆可漂白性而减少氯的需用量从而减轻了对环境的污染，并提高纸的白度，同时降低生产成本。半纤维素酶对硫酸盐纸浆的预漂白是未来制浆和造纸工业中的一个重要发展方向。3纤维素酶与半纤维素酶的联合利用[6]纤维素酶、半纤维素酶和果浆酶一起用于水果蔬菜的浸软及果汁的澄清，效果明显；[7]单用半纤维素酶除去纸浆中的半纤维素杂质，效果不大，但如果用纤维素酶先对硫酸盐纸浆进行处理，则可大大提高半纤维素酶的酶解效率；不同配比纤维素酶和半纤维素酶对麦草[8][5]浆可以在不同程度上改善草浆的品质，以适于不同品质要求的需要；Prokop等

7、试验报道，半纤维素酶与蛋白酶组成的酶制剂能促进纤维素酶利用率提高17%。4纤维素酶与半纤维素酶分子结构的相关性纤维素酶和半纤维素酶的应用范围那么相似，而且在很多方面需要彼此地相互协调作用。看看它们的分子结构，纤维素的酶分子由催化区（catalyticdomain，CD）、纤维素结合区（cellulose-bindingdomain，CBD）和一个连接序列（linkersequence）组成。半纤维素酶中的木聚糖酶包括催化区（CD）、纤维素结合区（CBD）、木聚糖结合区（xylan-bindingdomain，XBD）、热稳定区和纤维素

8、小体联合区等。CBD不仅存在于纤维素酶分子中，也存在于木聚糖酶分子中，而且两者的功能和氨基酸组成上相似。XBD虽然很少发现，但在Thermomonosporafussa所产生的耐热木聚糖酶XynA中发现了它的存在，而且它