黑曲霉木聚糖酶的生产中试

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1、微生物学硕士论文黑曲霉木聚糖酶生产的中试l文献综述1．1木聚糖及木聚糖酶1．1．1木聚糖木聚糖是植物半纤维素的重要成分，是除纤维素之外自然界最为丰富的多糖，也是自然界中可再生获得的丰富资源之一。木聚糖是植物细胞壁的主要成分。作为最常见的半纤维素成分，它在不同的组织中含量是不同的：裸子植物中木聚糖的含量相对较少，仅占到了7．12％：而被子植物则达到了15．30％n1，特别是在白桦木中木聚糖含量占到了细胞干重的35％乜1。植物中的木聚糖或半纤维素位于木质素和纤维素纤维之间，以共价键与木质素相连，以非共价键与纤维素相互作用，在维持原位纤维素的完整性和防止纤维免受纤维素酶的降解方面起重要作用聆1。大

2、多数木聚糖为杂多糖，其分子结构为B-I，4-木糖苷键或B-i，3木糖苷键连接的木糖聚合物，并在其木糖基上连有a-L一阿拉伯糖、甘露糖或4一甲基一糖醛酸等分支，它们与木质素、果胶、葡聚糖等以共价键或非共价键连接，很难被分解；同质木聚糖则只由木糖残基组成，其在自然界中存在很少，人们只从几种植物中分离出来过即羽状草“1、烟草茎杆璐1、瓜尔豆种子壳m1。所以自然界存在着大量而难以被利用的木聚糖。其结构如图1n1所示。OACB一1，4-D一内切木聚糖酶13—1，4一D木糖苷酶乙酰木聚糖酯酶一Il2一XYLo_(13—1，4)一XYLo-(13—1，4)一XYLo-(B一1，4)一XYLo-(13-1，

3、4)一XYL0-(B-I，4)一23I—Q-D一葡萄糖醛酸酶l—a．L一呋喃型阿拉伯糖苷酶CH3一o_4一XYL0-5删呋喃糖3I一氧茚酯酶COCH3图1木聚糖的分子结构Figure1ThernoIeCUlarstructureofxyIaN1．1．2木聚糖酶1．1．2．1木聚糖酶降解方式木聚糖酶(Xylanase)是指能专一降解半纤维素木聚糖为低聚木糖和木糖的一组酶的总称，由于不同来源半纤维素中木聚糖结构的复杂性，所以，相应的木聚糖降解酶系统也很复杂，完全降解木聚糖需要多种酶的共同参与协同完成。狭义上的木聚糖酶仅限于内切B-1，4一D一木聚糖酶(B一1，4—D．木聚糖水解酶。EC3，2，1

4、，8)，负责木聚糖主链骨架的降解。其作2微生物学硕士论文黑曲霉木聚糖酶生产的中试用方式是在不同位点上作用于木聚糖和长链木寡糖，B-1，4加一木聚糖酶从木聚糖主链的内部切割木糖苷键，从而使木聚糖降解为木寡糖。其水解产物主要为木二糖与木二糖以上的低聚糖，也有少量的木糖、阿拉伯糖和甘露糖。广义上的木聚糖酶是指能够降解木聚糖或半纤维素的一组酶的总称，见表1嘲。表1木聚糖降解酶系及其作用特点TabIelThesystemofxyIanaseandtheircharacterjstiC木聚糖酶降解体系作用特点B-1，4-D-木聚糖内切酶B-1，4-D木糖苷酶B一1，4一甘露糖酶B-1，4-D葡萄糖苷酶Q

5、-L-阿拉伯糖苷酶，a—D_葡萄糖醛酸酶a-D-半乳糖苷酶酯酶负责木聚糖的主链骨架的降解负责木寡糖的进一步降解负责木聚糖的支链的降解不同种类的微生物产生不同种类的木聚糖酶，而同一微生物也常常产生不止一种的木聚糖酶，这些酶从基因编码序列、蛋白质序列、酶的空间结构、分子量大小、等电点、催化性质都有所不同。有人报道从黑曲霉的发酵液中分离到了15种木聚糖酶，从绿色木霉(Trichodermaviride)发酵液中分离到了13种木聚糖酶四1。木聚糖酶的多样性是与木聚糖结构多样性一致的。由于不同来源的木聚糖的主链的聚合度不同，支链残基的种类、数量、长度以及在主链上结合位点的不同，所以需要有不同类型的木聚

6、糖酶专一性降解。从分子角度来讲，通常是由于多个基因表达为几种同工酶形式，也可能由单个基因通过转录后修饰产生多个不同产物所致。这些转录后修饰包括mRNA的剪切，翻译后的糖基化、酰胺化修饰、亚基的聚合等u引。1．1．2．2木聚糖酶的多样性在海洋和陆地的细菌、真菌、酵母、藻类以及动物瘤胃的细菌中都存在B-1，4一D-木聚糖酶。研究较多的有细菌类，如：Bacillus、Pseudomonos、Cellumonos(纤维杆菌)、Clostridium、Butyrivibro(丁酸弧菌)、放线菌类有Streptomycessp．、Streptomycesexfoliatus、Streptomycesna

7、voEriseus、Streptomyceslividans、Streptomycesxylophagus,酵母类有Cryptococcusalbidus(白色隐球酵母)n¨，丝状真菌类有Aspergiilus、Trichoderma、Penicillium，藻类产生一些B一1，3一木聚糖酶。动物体内的如：Ruminococusflavefciensn21．这些微生物产生木聚糖酶降解植物纤维素，不仅为自身的生