十种常见的酶制剂(1)纤维素酶纤维素酶,是由多种水解酶组成的一个复杂酶系,自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶
习惯上,将纤维素酶分成三类:C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶
C1酶是对纤维素最初起作用的酶,破坏纤维素链的结晶结构
Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1,4-糖苷键的纤维素酶
β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖
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
近年来有关纤维素酶的基础研究,包括酶的氨基酸序列、基因的克隆与表达、酶蛋白的空间结构与功能,以及酶蛋白的基因调控等诸多方面都取得显著进展
到目前为止,登记在Swiss2Protein数据库的纤维素酶的氨基酸序列有649条,基因序列有433条
我国对纤维素酶的研究始于上世纪50年代,迄今已有50多年的历史
在纤维素酶的菌种开发、发酵培养、基因的克隆与表达,以及纤维素酶在纺织、能源等方面的应用都取得较大进展
进入21世纪,利用纤维素酶转化纤维素物质产生葡萄糖进而发酵获得生物乙醇,可以避免对粮食作物的大量损耗,引起了各国政府和研究机构的重视,这其中的关键是纤维素酶的成本问题
由于纤维素酶发酵活力较低,因此其应用成本也较高
同时纤维素酶相比其他糖苷水解酶类,比活力至少要低1~2个数量级,如滤纸酶的比活力为1IU/mg左右,CMC的比活力约为10IU/mg[7],从而造成酶的作用效率较低
这是两个限制纤维素酶应用的瓶颈问题,也是纤维素酶研究的热点与难点
目前通过传统的菌种诱变和基因工程技术可以较大幅度地提高目的蛋白的表达量,从而提高酶的发酵水平
还可以通过改善发酵条件和工艺,如采用固体发酵来大幅度降低发酵成本
但是提高酶降解天然纤维素的效率则需要,深入