@纤维素酶的主要酶学性质的研究
纤维素酶的主要酶学性质的研究
纤维素酶的主要酶学性质的研究
张瑞萍;方云
【期刊名称】《纺织学报》
【年(卷),期】2003(024)001
【摘要】用DNS为显色剂,以滤纸和CMC为底物,测定纤维素酶A的滤纸酶活和CMC酶活(FPA和CMCA),探讨纤维素酶A的主要酶学性质.结果表明:FPA和CMCA的最适温度范围为50℃～60℃和50℃～70℃;最适pH为5.0和4.6～5.0.【总页数】2页(P59-60)
【作者】张瑞萍;方云
【作者单位】南通工学院化工系,南通,226007;无锡轻工大学化工系
【正文语种】中文
【中图分类】TS101.921
【相关文献】
1.白耙齿菌F036液态发酵产纤维素酶条件优化及纤维素酶酶学性质初步研究 [J], 肖瑶;杨建远;张炳火;王萍兰;杨云仙;查代明
2.同步分泌高效纤维素酶和木聚糖酶菌株YB的鉴定及其酶学性质研究 [J], 杨彬; 李小波; 周林; 区佩渝; 金小宝
3.白酒酒糟中产纤维素酶细菌的分离筛选和酶学性质研究 [J], 宋丽丽; 闻格; 霍姗浩; 胡晓龙; 杨旭; 张志平
4.产碱性纤维素酶菌株WS-135的筛选及酶学性质研究 [J], 钱娟娟;王克芬;刘胜利;王帅;王兴吉;刘文龙
5.纤维素酶高产菌筛选鉴定及酶学性质初步研究 [J], 李明华;孟秀梅;王成龙
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纤维素酶的作用机理及进展的研究
纤维素酶的作用机理及进展的研究摘要：纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中，本文论述了纤维素酶的性质，重点介绍了纤维素酶的作用机理、应用及其研究进展，并对其研究前景做了展望。
关键词：纤维素酶；纤维素；作用机理；0引言纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力，已被国内外业内人士看好，将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种，甚至在中国完全有可能成为第一大酶种，因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点。
纤维素占植物干重的35%-50%[1],是世界上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。
对人类而言，它又是自然界中最大的可再生物质。
纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义[2]。
1 纤维素酶的性质纤维素酶是一种重要的酶产品，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶活力。
纤维素酶是四级结构，,产生纤维素酶的菌种容易退化，导致产酶能力降低。
由于纤维素酶难以提纯，实际应用时一般还含有半纤维素酶和其他相关的酶，如淀粉酶（amylase）、蛋白酶（Protease）等。
纤维素酶的断键机制与溶菌酶一样，遵循双置换机制。
纤维素与酶相互作用中，是酶被底物分子所吸附，然后进行酶解催化，酶的活性较低，仅为淀粉酶的1/100[3] 纤维素酶对底物分子的分解，必须先发生吸附作用。
纤维素酶的吸附不仅与自身性质有关，也与底物密切相关，但纤维素酶的吸附机制总体并未弄清，仍需进一步研究[4]。
2 纤维素酶的作用原理（1）、纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时，可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质有利于动物胃肠道的消化吸收。
（2）、纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌，补充内源酶的不足，并对内源酶进行调整，保证动物正常的消化吸收功能，起到防病，促生长的作用。
产耐热纤维素酶菌株的筛选及其酶学性质研究
2 . 2 . 5 金属离子对酶活的影响。在酶反应体系中, 分别加 入不同浓度的各种金属离子溶液, 混合, 反应 30 m in , 测定酶 活, 结果见图 5。由图 5可知, 金属离子对酶活有一定的影 响, 具体表现为 Cu 、 M n 对酶活 有一定的激 活作用, 而 Mg 、 Zn 对酶活有一定的抑制作用。
心 15 m in, 上清液即为粗酶液。 1 . 2 . 3 酶活的测定。取 pH 值 5. 0的 1 00% 柠檬酸 CMC Na 缓冲液 1 . 0 m ,l 加入酶液 0 . 5 m ,l 40 水浴 30 m in, 在此条件 下, 1 h由底物生成 1 m ol葡萄糖所需的酶量定义为 1个酶 活力单位 ( U /m l); 采用生物传感器测定还原糖含量 1 . 2 . 4 菌种的鉴定。菌种采用试剂盒鉴定。 2 结果与分析 2 . 1 菌种的分离筛选结果
安徽农业科学, Jou r n al ofAnhu iAgr.i Sc. i 2010 , 38( 7 ): 3331 - 3332
责任编辑
姜丽
责任校对
张士敏
产耐热纤维素酶菌株的筛选及其酶学性质研究
游庆红,Байду номын сангаас尹秀莲
(淮阴工学院生命科学与化学工程学院, 江苏淮安 223001)
摘要 [ 目的 ]筛选产耐热纤维素酶菌株, 并对其酶学性质进行研究 。 [ 方法 ] 分离筛选产耐热纤维素酶的菌株, 并用菌种鉴定试剂盒进 行鉴定。 对产耐热纤维素酶的菌株的酶学性质进行研究 。 [ 结果 ] 从江苏淮安土壤中分离出 1株产耐热纤维素酶的细菌 , 将其命名为 H 3, 经菌种鉴定试剂盒初步鉴定为枯草芽孢杆菌。该酶最适反应温度为 60 , 最适反应 p H 值为 5 . 5 , Cu2+ 、 M n2+ 对酶活性有一定的激 2+ 2+ 活作用, M g 、 Zn 对酶活性有一定的抑制作用。 [ 结论 ] 该研究为降低纤维素酶生产成本以及推动生物质乙醇的发展提供了科学依 据。 关键词 纤维素酶 ; 细菌; 枯草芽孢杆菌 ; 酶学性质 中图分类号 Q 814 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2010) 07- 03331- 02 Screening of Strains Producing Therm ophilic C ellulose and R esearch on Its Enzym atic Character istics YOU Q ing hong et al ( College of L ife Sciences and Che m ica lEng ineering , H uaiy in Institute of T echnology , H ua ian, Jiangsu 223001) A bstract [ Ob jective] The research a m i ed to screen the strains produc ing ther m oph ilic cellulose and study its enzy m atic characteristics . [M ethod] The strains produc ing ther m oph ilic cellu lose were identified by stra ins identification ki. t T hen its enzym atic characteristics were studied . [M ethod] A bacterium produc ing ther m ophilic ce llulose was separated fro m H ua ian s so il of Jiangsu Prov ince , wh ich w as nam ed as H 3 and w as identified as Bacillus subtilis by strains identification ki. t The optm i al reaction tem pera ture and pH va lue o f the enzym e was 60 2+ 2+ 2+ 2+ , 5 . 5. Cu andM n could activate its enzym e activ ity , whileM g and Zn could reduce enzy m e activity . [ Conc lusion] The study can prov ide the sc ientific basis for reduce the production cost o f ce llulose and pro m o te the developm ent of bio m ass alcoho.l K ey w ords Cellulose ; Bacterium; Bacillus sub tilis ; Enzy m a tic characteristics
一株产纤维素酶细菌的分离鉴定及其酶学特性研究
一株产纤维素酶细菌的分离鉴定及其酶学特性研究邓先余;邹谋勇;黄志坚;易俗【摘要】Using CMC plat screening and Congo red dying methods, a strain of cellulase-producing bacterium named CXB001 was isolated from the soil around rotten root of Hibiscus mutabili on the campus of Hunan University of Science and Technology. Physical and chemical test and molecular phylogenetic a-nalysis based on 16S rDNA sequences showed that the strain was Bacillus velezensis. Biological charateris-tics revealed that the optimal growth temperature is 37℃ , and the gr owth temperature ranges from 10℃ to 50℃ , while the growth pH ranges from 5.0 to 11.0. The culture conditions at pH 6.0-9.0, 34 ~ 40 ℃ and 1.5% ~3. 5% NaCl are the most suitable for enzyme production. The optimal temperature for CXB001 to produce cellulase is 50℃ , while the optimal reaction pH is 5. 0, and the strain has nice enzyme stability in 20℃, pH 5. 0 ~7.0. Further experiments revealed that Co2+ could stimulate the cellulase, while Mg2+ and Fe2+ inhibit the enzyme reaction.%采用CMC平板筛选和刚果红染色等方法,从湖南科技大学校园腐烂木芙蓉根部土壤中分离1株产纤维素酶菌株CXB001,经生理生化测试、16SrDNA分子进化树分析,鉴定菌株为Bacillus velezensis.对该菌株的生物特性研究表明,其最适生长温度为37℃,在10～50 ℃,pH5.0 ～11.0中能生长,在pH 6.0～9.0,34～40℃,1.5％～3.5％ NaC1的培养条件下,最适产酶.CXB001所产纤维素酶最适反应温度为50℃,最适反应pH为5.0；在20℃、pH 5.0～7.0具有较好的稳定性.Co2+对纤维素酶具有激活作用,Mg2+,Fe2+对纤维素酶具有抑制作用.【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(051)005【总页数】7页(P93-99)【关键词】纤维素酶;Bacillus velezensis;16S rDNA;酶学特性【作者】邓先余;邹谋勇;黄志坚;易俗【作者单位】湖南科技大学生命科学学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学生命科学学院,湖南湘潭411201;中山大学生命科学学院,广东广州510275;湖南科技大学生命科学学院,湖南湘潭411201;中山大学生命科学学院,广东广州510275【正文语种】中文【中图分类】Q936纤维素是地球上光合作用产量最高的多糖，它是由葡萄糖以β-1,4糖苷键连接而成的线状大分子物质[1-2]。
纤维素酶的理论研究和应用进展
酶工程课程论文纤维素酶的理论研究和应用进展学院：创新实验学院班级：生物技术基地132班姓名：黎春江学号：2013015452纤维素酶的理论研究和应用进展[摘要]纤维素酶是一类能够水解纤维素而生成葡萄糖的多组分酶的总称。
传统上将其分为3类：外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。
纤维素酶属于糖苷水解酶类，近年来，根据氨基酸序列的同源性以及纤维素酶结构的相似性，将其分成不同的家族。
本文总结了纤维素酶近年来的主要进展与研究趋势，包括酶的作用机理、生产方法、分离纯化方法、固定化方法等理论研究进展及其应用进展和展望。
[关键词]纤维素酶生产工艺分离纯化固定化畜牧生产酿酒工业1引言：纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分，是地球上极为丰富、可再生的生物质资源。
它占植物干重的35%~50%，是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物，它的降解是自然界碳素循环的中心环节。
纤维素酶（β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶）是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单体酶，而是起协同作用的多组分酶系，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶。
它们协同作用，作用于纤维素以及从纤维素衍生出来的产物，将其分解纤维素产生寡糖和纤维二糖，最终水解为葡萄糖。
纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。
细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。
自1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现纤维素酶至今已有一百余年了，随着在工业上的广泛应用，特别是在纺织工业、能源工业上的应用，纤维素酶已成为最近十几年酶工程研究的一个焦点。
2 纤维素酶的作用机理纤维素酶根据其催化反应功能的不同可分为内切葡聚糖酶（1,4-β-D-glucan glucanohydrolase或endo-1,4-β-D-glucanase，EC3.2.1.4），外切葡聚糖酶（1,4-β-D-glucan cellobilhydrolase或exo-1,4-β-D-glucannase，EC.3.2.1.91），和β-葡聚糖苷酶（β-1,4-glucosidase，EC.3.2.1.21）。
产碱性纤维素酶菌株的筛选及酶学性质研究
产碱性纤维素酶菌株的筛选及酶学性质研究摘要：从采集的造纸厂土样中，筛选出ｌ株产碱性纤维素酶酶活力较高的菌株Ｈ－１，经鉴定，该菌株为革兰氏阳性芽孢杆菌属。
发酵产酶条件和酶学性质研究表明Ｈ－１菌株的适宜发酵条件为：接种量为６％，ｐＨ９．０，温度为３７℃，此条件下的酶活力可达８．６９Ｕ／ｍＬ，是初始酶活力（２．９３Ｕ／ｍＬ）的３倍。
该酶最适反应温度为４０℃，最适反应ｐＨ９．０。
在２５～５５℃，ｐＨ７．０～１１．０仍能保持６０％以上的酶活力，能较好地满足日常洗涤的环境要求。
关键词：碱性纤维素酶（ＣＭＣ酶）；菌株筛选；发酵条件；酶学性质ＳｃｒｅｅｎｉｎｇｏｆＡｌｋａｌｉｎｅ－ＣｅｌｌｕｌｏｓｅＰｒｏｄｕｃｉｎｇＳｔｒａｉｎａｎｄＳｔｕｄｙｏｎＩｔｓＥｎｚｙｍａｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｐａｐｅｒｍｉｌｌｓ，ｏｎｅｓｔｒａｉｎｃａｌｌｅｄＨ－１ｃａｐａｂｌｅｏｆｄｅｇｒａｄｉｎｇｃｅｌｌｕｌｏｓｅｗａｓｓｃｒｅｅｎｅｄａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｓＧｒａｍ－ｐｏｓｉｔｉｖｅＢａｃｉｌｌｕｓ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｅｎｚｙｍｅ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ，ｉｎｏｃｕｌｕｍａｍｏｕｎｔ６％，ｐＨ９．０，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ３７℃．Ｔｈｅｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｕｐｔｏ８．６９Ｕ／ｍＬ，ｗｈｉｃｈｗａｓ３ｔｉｍｅｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ（２．９３Ｕ／ｍＬ）．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｅｎｚｙｍａｔｉｃｒｅａｃｔｉｏｎｗｅｒｅａｂｏｕｔ４０℃ａｎｄｐＨ９．０．Ｔｈｅｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｃｏｕｌｄｂｅｍａｉｎｔａｉｎｅｄａｂｏｖｅ６０％ａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ２５～５５℃ａｎｄｐＨ７．０～１１．０，which ｍｅｅｔｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｄａｉｌｙｗａｓｈｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：aｌｋａｌｉｎｅ－ｃｅｌｌｕｌｏｓｅenzyme（ＣＭＣｅｎｚｙｍｅ）；strain sｃｒｅｅｎｉｎｇ；ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｎｚｙｍｅ纤维素酶的研究一般都以有效利用纤维素资源为主，酶作用的ｐＨ多为酸性，当添加到洗涤剂中，由于所处环境为碱性而失去活力，不能发挥作用［１］。
纤维素酶的研究进展
纤维 素酶
抑制导管脱落
改善成纸性能
医药
虽然目前纤维素酶用于植物药效成分提 取的研究尚不多见,但得出的结果比较一致, 即酶解预处理能明显提高植物药有效成分的 提取率。
中药破壁 提取
金银花绿 原酸 提高26%
三七总皂 甙 提高24%
银杏叶中 提取黄酮 提高56%
纺织工业
利用纤维素酶 对纤维素纤维织物 进行生物处理,即酶 降解整理,可使纺织 物的硬度适当下降 的同时,使织物表面 变得光滑，织物获 得蓬松,手感厚实柔 软,增大了纤维素的 无定型区。
放线菌:
好氧放线菌(Actinomycetales)：生二素链霉菌(Streptomyces ambofaciens) 高温单孢菌属(Thermomonospora):弯曲高温单孢菌(Thermomonospora curvata) 及假诺卡氏菌属等 植物、动物及原生动物(little): 蜗牛(snail),蟑螂( cockroaches)等.
纤维素酶的作用机理
根据酶的作用方式纤维素酶分为：
内切葡聚糖酶
β-1，4-内切葡聚糖酶（Endoβ-Glucanase ，简称EG,Cx）, 主要作用于无定形纤维素,水 解产生纤维糊精,纤维寡糖. β-1,4-外切葡聚糖（纤维二糖 水解）酶（Cellobiohydrolase， CBH,C1 ）,主要作用于结晶 纤维素,产生纤维二糖. β-葡萄糖苷酶（βGlucosidase，βG）,水解纤 维二糖为葡萄糖。
纤维素酶石磨水洗的牛仔 裤
洗涤剂工业
碱性纤维素 酶在洗涤剂工业 上的成功应用, 改变了传统的去 污方法,建立了 一套新的去污机 制,提高了洗涤 效果,并有柔软、 增艳等作用,被 洗涤剂工业称之 为一次技术革命。
纤维素酶
纤维素酶的发酵工艺
2 固体发酵设备浅盘发酵器
是比较常用的一种固态发酵设备,培养基经灭菌冷却后装入 浅盘,通过空气增湿器调节空间的温湿度进行发酵,工业 化程度较低.固体发酵设备发展的趋向是机械化发酵罐, 尤其是流化床式固体发酵设备,发酵效果将更好.
3固体发酵工艺流程
4 固体发酵工艺条件 固体发酵过程中的温度,湿度,时间,水分,pH 值等因素及其交互作用对发酵有显著影响,对周 态发酵而言,温度是首要因素.培养基及培养条 件的优化,是降低酶制剂成本,提高酶活,实现 其工业化生产的重要措施.一般认为利用真菌进 行固态发酵最好将培养基的起始pH值调为酸性, 这样有利于真菌的生长而抑制细菌的滋生.固态 发酵培养基的初始含水量,应视纤维素材料种类 不同而异.
纤维素酶理化特性
六:纤维素酶的诱导性 真菌纤维素酶是诱导酶,在诱导物存在下才能产 生.许多不溶性的纤维素,可溶性的纤维素衍生 物,一些低聚糖类以及某些单糖和二糖均可作为 纤维素的诱导物.Nisizawa研究发现,纤维素, 纤维二糖,槐糖,纤维索衍生物等都能诱导里氏 木霉和绿色木霉产生纤维素酶.然而值得注意的 是,纤维二糖,葡萄糖等低分子可溶性糖在低浓 度时有促进作用,而较高浓度时便开始抑制.当 然,对于不同微生物来说,同一浓度,同一物质 也可能有着不同甚至完全相反的作用.
纤维素酶的组成及性质
1:外切葡聚糖酶包括两类酶, 一类:是β-1,4-D-葡聚糖一葡萄糖水解酶,也称为纤 维素糊精酶(Ec3.2.1.74); 二类:酶为纤维二糖水解酶(cellobiohydrolases CBH), 即β-1,4-D-葡聚糖一纤维二糖水解酶(exo-B-1,4-Dglucanases,EC3.2.1.91),简称外切酶.CBH是纤维 素酶系中的重要组分,在天然纤维素的降解过程中起主 导作用,可以水解微晶纤维素和棉花等结晶度高的纤维 素,作用于无定形纤维素的非还原末端或还原端,水解 β-1,4一糖苷键,依次切下一个纤维二糖分子,生成可 溶的纤维糊精和纤维二糖.