纤维素酶演示文稿.ppt

张晓静 2013.02 张晓静 2013.02 纤维素酶演示文稿 本文档共29页；当前第1页；编辑于星期日\21点52分 （优选）纤维素酶 本文档共29页；当前第2页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 分布 化学组成 纤维素 01 纤维素酶 02 纤维素酶的来源 03 定义 酶系组成 来源 工业菌种 本文档共29页；当前第3页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 纤维素占植物干重的35％～50％，是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。 纤维素的化学组成十分简单，是由β-D-葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的线形结晶高聚物，其聚合度很大，通常由4000～8000个葡萄糖分子串联起来，分子质量达200～2000kD。 纤维素 01 本文档共29页；当前第4页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 纤维素酶(cellulase)是指能水解纤维素β-1,4葡萄糖苷键，使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称。它不是单一酶，而是起协同作用的多组分酶系。 目前普遍认为纤维素酶系主要包括以下三类酶组分。 (1)内切葡聚糖酶(endoglucanase，EG，) (2)外切葡聚糖酶(CBH， ) (3) β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase， BG，) 纤维素酶 02 本文档共29页；当前第5页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 (1)内切葡聚糖酶(EG， ) 系统命名为1,4 -β-D-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶，也称Cx酶。在纤维素的水解过程中，首先由EG从纤维素中部的无定形区进行随机切割，降低纤维素的聚合度，产生大量的小分子纤维素。EG作用于较长的纤维素链，对末端键的敏感性比中间键小，但它不能单独作用于结晶纤维素，只作用于纤维素无定形区或溶解性的纤维素衍生物以及酸膨胀等预处理的纤维素。 纤维素酶 02 本文档共29页；当前第6页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 (2) 外切葡聚糖酶(CBH， ) 系统命名为1,4 -β-D-葡聚糖纤维二糖水解酶，简称纤维二糖水解酶(CBH)，也称C1酶。CBH能从EG作用后的纤维素分子的非还原端(如里氏木霉的CBHⅡ)或者还原端(如里氏木霉的CBHⅠ)依次切下纤维二糖单位。其单独作用于天然结晶纤维素时酶活力较低，但在EG酶的协同作用下，可以彻底水解结晶纤维素。 纤维素酶 02 本文档共29页；当前第7页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 (3) β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase， ，BG) 又称为纤维二糖酶(cellobiase，CB)。CB能水解纤维二糖和短链的纤维寡糖生成葡萄糖，它对纤维二糖和纤维三糖的水解很快，随着葡萄糖聚合度的增加，水解速度下降。 酶解纤维素时，对无定形区仅EG即可使之水解，对于结晶区则需要有EG和CBH的协同作用，而且在结晶纤维素糖化过程中CB组分会使这种协同作用大大加强。 纤维素酶 02 本文档共29页；当前第8页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 对于天然结晶纤维素的水解，首先需要EG酶随机水解切断无定形区的纤维素分子链，使结晶纤维素出现更多的纤维素分子基端，为CBH酶水解创造条件，然后CBH酶作用于纤维素末端基释放出纤维二糖，纤维二糖再由CB酶水解成葡萄糖，在上述三类酶的协同作用下完成对纤维素的降解。因此，纤维素的完全降解有赖于这三类酶的合适的比例，比例不当时会显著影响它们对纤维素的降解活力。 纤维素酶 02 本文档共29页；当前第9页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 纤维素酶来源非常广泛，昆虫、软体动物、微生物(细菌、放线菌、真菌等)都能产生纤维素酶，如白蚁、小龙虾等能产生完全不同于其内共生微生物群所产的纤维素酶，反刍动物的瘤胃微生物也拥有强大的纤维素降解酶系。 微生物发酵方法是纤维素酶大规模生产最有效途径。 纤维素酶来源 03 本文档共29页；当前第10页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 不同微生物合成的纤维素酶在组成上有显著的差异，对纤维素的降解能力也大不相同。 放线菌的纤维素酶产量极低，研究很少。细菌的产量也不高，且主要是内切葡聚糖酶，大多数细菌所产纤维素酶对结晶纤维素没有活性，另外，所产生的酶是胞内酶或吸附于细胞壁上，很少能分泌到细胞外，增加提取纯化难度，在工业上很少应用。而丝状真菌具有产酶的诸多优点。 纤维素酶来源 03 本文档共29页；当前第11页；编辑于星期日\21点52分 一、纤维素酶的特性及来源 丝状真菌具有产酶的诸多优点：产生的纤维素酶为胞外酶，便于酶的分离和