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1、选育纤维素酶生产菌的研究进展作者：谢艳（湖南科技大学生物工程系，湖南湘潭）摘要纤维素酶是降解纤维素的高效生物催化剂，它的应用对人类意义重大。微生物发酵产生纤维素酶，成为获得纤维素酶最好的途径。在寻找和开发高产纤维素酶菌种的过程屮，纤维素酶高产菌的选育是最关键的一步。综述了产纤维素酶的微生物菌种，介绍了获得高产纤维素酶能力的菌株的各种选育方法，并对其未来的研究趋势进行了展望。关键词纤维素酶高产菌；选育Abstract:Cellulase,akindofhighactivebiocatalyststhatcoulddi
2、ssolvecellulose,itsapplicationisofgreatsign讦icancetohumanity・Microbialfermentationisthebestwaystoobtaincellulase・IntheprocesstoIdentifyinganddevelopingcellulasehigh-yieldstrain,theselectivebreedingofcellulosehigh-yieldstrainismostessentialonestep・Thispaperintr
3、oducedthevariousbreedingmethodswhichcanobtainhigh-yieldingstrainsofcellulase・Atlast,itlookintothefutureoftheresearchtrends.Keywords：cellulasehigh-yieldstrains；selectivebreeding目录1、纤维素酶简介11丄1纤维素酶系组成、结构和性质11.1.1.1纤维素酶系的组成1.1.1.2纤维素酶的分子结构1.1.2纤维素酶来源•2纤维素酶的应用2.1.1
4、纤维素酶在畜牧业中的应用2.1.2纤维素酶在食品发酵工业中的应用2.1.3纤维素酶在生产葡萄糖和单细胞蛋白(SCP)中的应用22.1.4纤维素酶在造纸工业中的应用2.1.6纤维素酶在工业洗涤中的应用2.1.7纤维素酶在其他领域的应用342.1.5纤维素酶在酒精生产上的应用3、选育纤维素酶高产菌的研究进展3.1产纤维素酶的微生物3丄1真菌类3.1.2细菌类3.1.3放线菌3・2纤维素高产菌的选育方法3.2.1自然选育53・2・2诱变育种63・2・3基因工程技术74、结语85、参考文献81>纤维素酶简介1.纤维素酶系组
5、成、结构和性质1.1.1.1纤维素酶系的组成纤维素酶不是单成分酶，而是能将纤维素降解为短链纤维素、纤维二糖和葡萄糖的一组复合水解酶系。总的来说，按照水解酶的作用不同，这一酶系包含以下三大类，分别是:内切葡聚糖昔酶、外切葡萄糖昔酶和纤维二糖酶。内切葡聚糖背酶(endo-l,4-y9-D-glucanase,EC3.2.1.4),又称Cx酶或CMC酶。来自真菌的简称EG,来自细菌的简称Leno这类酶作用于纤维素分子内部的非结晶区，能随机地在纤维素分子内部降解y9-l,4糖莒键，将长链纤维素分子截短,产生大量带有非还原末
6、端的小分子纤维素。外切葡萄糖昔酶(exo-l,4-yS-D-glucanase,EC3.2.1.9),来自真菌的简称CBH,来自细菌的简称Cexo它能从线性纤维素分子的末端(还原或非还原端)水解;9・1,4糖籽键，每次切下一个纤维二糖分子,故而又称为纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase)o纤维二糖酶C5-l,4-glucosidase,EC3.2.1.21),又称葡萄糖昔酶，简称BGo它能把纤维二糖、纤维三糖水解成单个的葡萄糖分子。三种酶单一作用时,发现效果极差，迄今为止，未见有关单个酶组分能把纤维素
7、分子降解成葡萄糖的报道。三种酶各有其专一性，相互之间的协同作用在水解过程中起了重要作用，通过互相协调才能最终将纤维素分子分解为葡萄糖。1.1.1.2纤维素酶的分子结构在一级结构和三维结构的研究中人们发现，纤维素酶分子普遍具有类似的结构，全酶分子呈蝌蚪状,由具有独立活性的两个结构域和连结序列构成。由球状的催化结构域(Catalyticdomains,CD)、连接桥(linker)和纤维素结合结构域(Cellulose-bindingdomains,CBD)三部分组成。⑴纤维素结合结构域:它对酶的催化活力是非必需的，但
8、它执行调节酶对可溶性和非可溶性底物专一性活力的作用,(2)高度糖基化的连接桥:纤维素酶的连接区大多富含Gly,Ser,Thr。连接桥的作用可能是保持CD和CBD之间的距离,也可能有助于不同酶分子间形成较为稳定的聚集体。1.1.2纤维素酶来源自然界中，能够产生纤维素酶的生物很多，其中动物包括原生动物、节肢动物、软体动物以及昆虫等。此外,很多食草动物的瘤胃中有共
