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1、纤维二糖水解酶的研究进展袁茂翼叶发银雷琳赵国华西南大学食品科学学院重庆市特色食品工程技术研究中心摘要:纤维素是世界上最丰富的可再生资源,将其降解为小分子糖并转化为燃料或精细化学品一直是研究的难点和热点。纤维二糖水解酶是生物降解纤维素的关键酶之一,它属于外切酶,作用于结晶纤维素的链末端依次切开相隔的3-1,4-糖昔键,释放纤维二糖。论文对纤维二糖水解酶的来源、分类、结构,对纤维素的作用机理、酶学性质、分子进化、商业酶制剂生产情况及其应用特性进行了总结,同时对该研究进行了展望。关键词:纤维二糖水解酶;
2、酶学性质;结构;催化机理;应用;作者简介:袁茂翼,硕上研究牛作者简介:赵国华,教授,E-mail:zha-oguohual971@163.com0收稿日期:2017-05-17基金:果蔬典型加工过程中品质功能劣变与保质减损及其调控机理(2016YFD0400204-2)ResearchprogressofcellobiohydrolasesYUANMao—yiYEFa-yinLEILinZHAOGuo-himCollegeofFoodScience,SouthwestUniversity;Abst
3、ract:Celluloseistherichestrenewableresourceintheworld,andithasbeenadifficuItandhotspotforresearchtobreakdownintosmallmolecularsugarsandturnthemintofuelorfinechemicals.Cellobiohydrolaseisoneofthekeyenzymesofcellulosebiodegradation,whichbelongstoexcisio
4、ncnzyme.Itactsontheendofthechainofcrystallinecelluloseandcutstheseparatedbeta~l,4-glycosidicbond,finallyreleasingcellobiose.Inthisarticle,thesource,classification,structure,theactioninechanism,enzymaticpropertiesofcellobiohydrolases,molecularevolution
5、,product!onsituationofcommercialenzymesandtheirapplicationcharactcristicsaresummarized.Inaddition,theresearchperspectivconcellobiohydrolasesisproposed.Keyword:cellobiohydrolase;enzymaticproperties;structure;catalyticmechanisin;application;Received:201
6、7-05-17纤维素酶是能将纤维素水解的酶的统称,是一类复杂的多酶体系,主要包括内切葡聚糖酶(EC3.2.1.4)、外切葡聚糖酶(EC3.2.1.91和EC3.2.1.176)和B-葡萄糖昔酶(EC3.2.1.21),它们协同作用于纤维素使其彻底降解为葡萄糖。其中,内切葡聚糖酶主要作用于纤维素的非结晶区,将纤维素长链降解为小分子纤维素或寡糖链;外切葡聚糖酶又称作纤维二糖水解酶(cellobiohydrolase,CBH),与内切葡聚糖酶协同作用并负责降解纤维素的结晶区,将纤维素链剥离并水解P-1,
7、4-糖昔键释放纤维二糖山。葡萄糖昔酶不直接作用于纤维素,主要是将内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶作用产牛的寡糖链和纤维二糖水解为葡萄糖。鉴于CBH在食品物料改性以及生物质能源生产上巨大的应用潜能,本文在主要查阅国内外近10年文献的基础上,对CBII生物来源、理化特征及潜在应用进行了综述,并对CBH研究中存在的问题和今后的研究方向进行了探讨,以期推动CBH的深入研究及产业化应用。1纤维二糖水解酶的分类及来源目前,对CBII的命名法主要包括EC法、CAZy法和mycoCLAP法等。在酶的国际系统分类编号(E
8、C)中,纤维二糖水解酶占两个编号:EC3.2.1.91(GH5、GH6、GH9)和EC3.2.1.176(GH7、GH9、GH48),其中CBHI(EC3.2.1.176)作用于纤维素链的还原端,CBH11(EC3.2.1.91)作用于纤维素链的非还原端[2-3]o真菌是纤维二糖水解酶的主要来源,主要是木霉、青霉和曲霉,口菌株多为野生型;另外也有产生CBII的细菌,但其产量比较低,因此相关研究不多俵1)o表1纤维二糖水解酶的来源Table1Thesourceofcellobiohy