真菌降解木质纤维素酶系的研究进展.pdf

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1、·专题综述·北方园艺2015(03)：176～179真菌降解木质纤维素酶系的研究进展王晓娥，姚方杰(1．吉林农业大学食药用菌教育部工程中心，吉林长春130118；2．吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林长春l30052)摘要：真菌是降解木质纤维素的重要来源之一，现从真菌木质纤维素降解酶系组成、木质纤维素降解酶基因工程研究以及与降解木质纤维素有关的真菌基因组学等方面进行综述，以期为真菌降解木质纤维素的深AN-究提供参考。关键词：真菌；木质纤维素；降解酶；基因组中图分类号：Q949．32文献标识码：A文章编号：1001-0

2、009(2015)O3—0l76一O4木质纤维素(1ignocellulose)包括木质素、纤维素和黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)是半纤维素，是地球上数量最丰富的可再生资源l】]。利用白腐真菌降解木质素的模式种，具有很强的降解木质素木质纤维素代替石油等化工原料是缓解资源和环境危的能力。该真菌的木质素降解酶系由次级代谢阶段产机、促进人类社会可持续发展的重要途径]。木质纤维生的过氧化物酶和乙二醛氧化酶组成，不含大部分真菌素的降解不但可以合理利用再生资源，还可以解决造纸所含有的漆酶。乙二

3、醛氧化酶是一种胞外氧化酶，它催厂和化工厂污水中残留的木质纤维素污染物等问题]。化乙二醛、甲基乙二醛等一些简单醛类的氧化产生自然界中存在着各类高效的木质纤维素降解系统，H。()2[7]。有研究发现，纯化的乙二醛氧化酶只有和过氧其中真菌是降解木质纤维素的重要来源之一，降解木质化物酶反应耦合时才具有活性，这可能具有非常重要的纤维素的真菌主要为担子菌的白腐菌、褐腐菌和子囊生理意义[8]。黄孢原毛平革菌降解木质素的功能是否菌。对真菌降解木质纤维素酶系作用机理的深入研究，为乙二醛氧化酶和过氧化物酶的协同作用，还有待于进可加快其对生物

4、质的综合利用，显著提高真菌的降解效一步的研究。率，为全面实现生物质的真正利用提供理论支撑]。漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，是研究最多的降解1木质纤维素降解酶系的组成木质素的酶类，在真菌中含量丰富【g一。漆酶在造纸业、农作物废弃物再利用和改善环境污染等方面具有广阔木质纤维素是一类难于降解的复杂天然芳香族高的应用前景，因此真菌漆酶的研究受到越来越多的关分子聚合物，因此真菌木质纤维素降解酶系组分的种类注。丁少军等l_10]研究了不同培养条件对云芝木质素降和数量也多种多样，包括降解木质素的木质素氧化酶系解酶产量的研究，结果表明，木

5、质过氧化物酶、锰过氧化(Folymes)和降解纤维素、半纤维素的碳水化合物活性酶物酶和漆酶的产生与培养条件关系很大。郭伟云【“]和系(Cazymes)。姚朝阳[1。对云芝产漆酶条件、发酵条件及同l酶性质等1．1木质素降解酶系的组成及研究进行了详细的研究。不同的培养条件和发酵条件均可主要的木质素降解酶系包括三大类：即过氧化物酶直接影响木质纤维素降解酶的生成，因此摸索不同真菌(Peroxidase)、漆酶(Laccase)和乙二醛氧化酶(Glyoxal的适宜培养条件和发酵条件格外重要。高芮等副J=}}不oxidase)，单一

6、的降解酶既可降解木质素，也可两两联同配方对金顶侧耳生育期间的胞外酶活性变化进行研合，或者3种酶一起作用对木质素进行降解。其中过氧究，结果表明金顶侧耳木质素、纤维素和半纤维素的降化物酶包括木质过氧化物酶liP(Ligninperoxidase)、通解量受培养料不同配方影响较大，因此在栽培过程中应用过氧化物酶VP(Versati1eperoxidase)和锰过氧化物酶选择合适的培养料。漆酶不仅具有降解木质素的功能，MnP(Mangaseperoxidase)c。可能在某些真菌的生理代谢过程中起着重要的作用口'16l。万善霞等

7、Ll]从多种新鲜食用菌子实体巾提取第一作者简介：王晓娥(1979一)，女，博士，讲师，研究方向为食用茵漆酶，发现杏鲍菇(Pleurotuseryngii)的漆酶活性最高，分子遗传育种。E-mail：16167875@qq．corn．基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金资助项目((：AR可为今后获得高活性木质纤维素降解酶提供理论依据。24)；吉林工程技术师范学院科研发展基金资助项目(X2014006)。1．2纤维素、半纤维素降解酶系的组成及研究收稿日期：2Ol4一O9—15纤维素和半纤维素是天然的高分子碳水化合物，具

8、176北方园艺2015(03)：176～179·专题综述·有复杂的分子结构，因此需要复杂的酶系对其进行降3．1真菌的基因组研究概况解。真菌中降解纤维素、半纤维素的主要酶类有纤维素2004年公布了黄孢原毛平革菌的基因组序列，作为酶、半纤维素酶、葡萄糖酶及漆酶等。Cai等u。分析了降解木质纤维素的真菌模式种，对其降解木质