高效低成本纤维素酶诱导物的制备、筛选及应用

本研究利用玉米芯、甘蔗渣、脱木素木糖渣及粗纤维诱导里氏木霉产纤维素酶,对4种材料进行成份测定,然后以逐步添加的方式与微晶纤维素混合诱导里氏木霉产纤维素酶,和使用微晶纤维素诱导产酶对比,玉米芯含有的纤维素代替总纤维素的50%时,酶活力降低2个单位,蛋白减少0.8 g左右,其酶水解能力降低0.4%,对其产纤维素酶的水解能力没产生不利影响。甘蔗渣纤维素替代量可以达到30%,酶活力有1个单位的降低,蛋白分泌降低0.5 g左右,酶的水解能力提高7%左右。脱木素木糖渣纤维素替代量也可达到50%,酶活力和蛋白降低分别达到0.5个单位和0.2 g左右,酶水解能力降低了4.45%。粗纤维的利用可以达到100%替代,对里氏木霉产酶的酶活力影响有0.3个单位之差,水解能力降低1.625%。这说明这几种物质可以部分替代或者完全替代微晶纤维素,诱导里氏木霉发酵产纤维素酶,特别是由玉米芯和甘蔗渣制备的脱木素木糖渣和粗纤维有着较高的应用前景。该研究对降低纤维素酶的生产成本及其工业化应用具有重要意义。     

酿酒酵母纤维素乙醇统合加工(CBP)的策略及研究进展

木质纤维素乙醇的统合生物加工过程(Consolidated bioprocessing,CBP)是将纤维素酶和半纤维素酶生产、纤维素水解和乙醇发酵过程组合或部分组合,通过一种微生物完成。统合生物加工过程有利于降低生物转化过程的成本,越来越受到研究者的普遍关注。酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae是传统的乙醇发酵菌株。介绍了影响外源基因在酿酒酵母中表达水平的因素,纤维素酶和半纤维素酶在酿酒酵母中表达研究进展及利用酿酒酵母统合加工纤维素乙醇的策略。     

纤维素乙醇统合加工过程中的酵母多酶共展示体系研究进展

利用统合生物加工过程(Consolidated bioprocessing,CBP)生产纤维素乙醇是目前国内外的研究热点。CBP需要一种“集成化”微生物,既能生产水解木质纤维素的多种酶类又能利用水解木质纤维素产生的糖类发酵产乙醇。以酿酒酵母表面展示技术为依托,建立CBP菌株多酶共展示体系的研究主要分为以下两个方向：一是直接将纤维素酶展示在细胞表面,即非复合型纤维素酶体系;另一种是通过表面展示纤维小体(Cellulosome)将纤维素酶间接地锚定在细胞表面,即复合型纤维素酶体系,本文主要从以上两个方向阐述了近几年对于纤维素乙醇生物统合加工过程的研究进展。因纤维小体对纤维素的降解能力比非复合型纤维素酶体系更强,所以其在酿酒酵母细胞表面的组装研究受到越来越多的关注,为了更深入透彻地了解纤维小体的酵母展示技术,文中对纤维小体的结构与功能及其在纤维素乙醇发酵中的应用研究进行重点论述,并对该领域的发展方向进行展望。     

融合荧光蛋白的纤维素酶表达与性质分析

纤维素酶是能特异性分解纤维素的一系列酶,被广泛应用于食品加工处理、衣物洗涤、农业及造纸等行业。纤维素酶通过不同的水解方式协同作用将纤维素水解为寡糖或可发酵糖。在将纤维素分解成寡糖的过程中,外切葡聚糖酶(CBH)和内切葡聚糖酶(EG)发挥了重要作用。目前关于两种酶协同作用机制和顺序尚未有明确的解释。本研究将嗜热毛壳菌来源的cbh和葡萄穗霉来源的eg分别与绿色荧光蛋白基因gfp和红色荧光蛋白基因mcherry进行融合,并电转入毕赤酵母X33进行异源表达,随后对这两种融合纤维素酶CBH-GFP和EG-MCHERRY进行了性质分析。结果表明：两种融合荧光蛋白的纤维素酶基因在毕赤酵母X33中实现了分泌表达。纯化的CBH-GFP和EG-MCHERRY的蛋白浓度与荧光强度呈正相关关系。对羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、磷酸膨胀纤维素(PASC)、滤纸(FP)、微晶纤维素(Avicel)的活性测试结果显示,CBH-GFP对CMC-Na、PASC、Avicel均有催化活性,而EG-MCHERRY对CMC-Na、PASC具有催化活性,CBH-GFP对PASC有最高比酶活(1.1 U/mg);EG-MCHE...     

海洋微生物产纤维素酶及其应用研究进展

纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子,是天然可再生资源。纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中,细菌、真菌和动物体内都能产生纤维素酶。微生物产纤维素酶已有较多报道,并在食品、医药、饲料、洗涤、纺织和造纸工业等领域有广阔的应用前景。海洋是一个巨大的资源库,海洋微生物产纤维素酶已经受到了广泛的关注。对产纤维素酶海洋微生物的种群、来源及基因筛选、海洋微生物产纤维素酶的酶学特性,以及纤维素酶的应用领域等方面的研究进展进行了简要综述,并对海洋微生物产纤维素酶的研究进行了展望。     

提高木质纤维素酶解糖化效率的研究进展

木质纤维素高效水解为可发酵糖是其在生物燃料及高附加值化学品转化过程中至关重要的环节。从环保的角度出发,水解方法中的酶解是木质纤维素被彻底降解而无环境污染的有效途径,并且酶水解反应糖损耗低、副产物少、条件温和,因此受到广泛关注。但木质纤维素的组成与结构极为复杂,加之纤维素酶存在稳定性差、寿命短、活性低等缺陷,致使酶解效率较低,酶解糖化成本过高,为此国内外学者对如何提高木质纤维素酶解效率开展诸多方面的研究,综述了近年来提高木质纤维素酶解效率研究取得的最新理论研究及工艺进展,并就木质纤维素的预处理、产酶菌株/技术、酶复配/重组、酶解助剂、酶固定、外场作用、酶回收重利用及酶解反应器多方面的研究情况进行了总结,进一步展望了木质纤维酶解糖化的发展方向。     

阿魏酸酯酶和纤维素酶在水解汽爆稻草中的协同作用

利用阿魏酸酯酶, 水解天然木质纤维素原料中半纤维素与木质素之间的阿魏酸酯键, 从破坏两者共价键连接的角度, 探索阿魏酸酯酶促进纤维素酶水解汽爆稻草中纤维素的可行性。结果显示, 当阿魏酸酯酶加入量为240 mu/g底物、水解72 h时, 汽爆稻草纤维素的酶解率、不溶性底物失重率较不加阿魏酸酯酶分别增加了32.00%、32.77%; 阿魏酸酯酶(300 mu/g底物)作用120 min后, 纤维素酶对汽爆稻草纤维素的酶解率、不溶性底物失重率分别增加了29.85%、32.48%。通过比较不同酶法处理后的汽爆稻草的可及度和红外光谱图发现, 阿魏酸酯酶能有效地水解原料中的酯键, 提高原料可及度50%以上。由此表明, 阿魏酸酯酶和纤维素酶之间存在较大的协同作用, 添加阿魏酸酯酶能够提高纤维素酶对天然木质纤维素的酶解效率。     

生物传感器检测纤维素酶活性及基因表达的研究进展

纤维素酶是一类具有多组分的复杂酶系。纤维素酶及其水解木质纤维原料的作用机制、木质纤维原料酶水解动力学等领域的研究仍需要更深层次的分析探讨,从而完善对纤维素酶的研究与认识。随着生物化学、分子生物学技术以及基因工程等多门交叉学科的快速发展,如何进一步阐明纤维素酶的结构与功能,明确纤维素酶的基因表达与调控的关系,并由此拓展更多更好的研究方法、手段, 在纤维素酶的研究方面将具有重要意义。通过协同催化作用方式和氨基酸序列的相似性介绍纤维素酶酶系的组成,概述纤维素酶各酶组分的传统检测方法,并侧重阐述各种传感器应用于检测纤维素酶活性及基因表达的进展。     

纤维素酶在生物质转化中的应用研究进展

纤维素酶是木质纤维素转化的重要酶系,主要是由内切β-1,4-葡聚糖酶、外切β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成,水解不同位置的糖苷键从而形成葡萄糖。本文总结了纤维素酶近几年来的研究开发与应用研究进展,包含产酶菌和菌种选育、辅助蛋白,介绍了纤维素酶来源和组成、纤维素酶工业化生产的最新研究进展以及纤维素酶在生物质转化方面的应用,纤维素酶在1.5代、2代纤维素燃料乙醇及生物质制气中都有重要的应用。     

生物垃圾好氧处理中的纤维素降解菌生长规律研究

目的:研究了蔬菜垃圾好氧处理过程中,纤维素降解菌和半纤维素降解菌(细菌和真菌),纤维素酶活和半纤维素酶活,和有机物降解之间的变化规律。方法:用添加纤维素和半纤维素的牛肉膏蛋白胨培养基和查式培养基,分别培养计数纤维素降解细菌、真菌和半纤维素降解细菌、真菌;马福炉灼烧测有机物含量。结果:好氧处理的初始阶段中,前4d有机物日均降解率5.2%,后3d日均降解率2.2%。结论:半纤维素降解菌的数量比纤维素降解菌的多,半纤维素酶活力,也高于纤维素酶活力;微生物的变化情况为前6d产两种酶的微生物主要有细菌和真菌;从第6d开始真菌快速生长;至第7d真菌纤维素酶和半纤维素酶活力显著升高。     

真菌和细菌纤维素酶的差别及内、外切葡聚糖苷酶的底物专一性

通常认为纤维素的降解过程,首先是纤维素酶（纤酶）分子吸附到纤维素表面,然后,内切葡聚糖苷酶（内切酶）在葡聚糖链的随机位点水解底物,产生寡聚糖;外切葡聚糖苷酶（外切酶）,从葡聚糖链的非还原端进行水解,主要产物为纤维二糖,需要两类酶的"协同"才能完成对纤维素的降解。纤维素酶分子由催化结构域（ｃａｔａｌｙｔｉｃｄｏｍａｉｎ,ＣＤ）、纤维素结合结构域（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｂｉｎｄｉｎｇｄｏｍａｉｎ,ＣＢＤ）和一个连接桥（ｌｉｎｋｅｒ）三部分组成。近年来,纤维素酶分子结构与功能的研究取得了实质性的进展。不同…     

纤维素酶基因的克隆和表达

纤维素酶是可以分解纤维素的酶。纤维素的单体是葡萄糖,葡萄糖之间通过β-1、4糖苷键连接成纤维素的大分子。从理论上说纤维素水解后可以转变成葡萄糖。但由于天然纤维素为一不溶性聚合物,目前通过纤维素酶酶介途径利用纤维素废物与达到实用阶段还有一段距离。一般认为从纤维素到葡萄糖的转变需要β-1,4葡聚糖内切酶[E、C、3、2、1、4]、     

磁性Fe3O4微粒对葵花籽壳酶水解的影响研究

将磁化后的Fe3O4微粒添加于葵花籽壳酶水解过程中, 分析在不同的Fe3O4添加量和不同的添加方法下, 葵花籽壳酶水解过程中纤维素酶酶活﹑纤维素转化率及还原糖浓度的变化特征, 研究磁性Fe3O4微粒对纤维素酶水解葵花籽壳的影响。并通过考察酶水解反应前后水解液的表面张力值和pH值的变化, 探讨和分析磁性Fe3O4微粒作用下纤维素酶的磁效应机制。结果表明, 磁性Fe3O4添加量为0.5 g/L~2.0 g/L时, 对纤维素酶酶活的提高﹑还原糖浓度的增加和纤维素的转化在48 h后表现出较明显的促进作用。磁性Fe     

纤维素酶的研究进展与发展趋势

纤维素酶是一类能够水解纤维素的β-D-糖苷键生成葡萄糖的多组分酶的总称.传统上将其分为3类:内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶.纤维素酶属于糖苷水解酶类,近年来,根据氨基酸序列的同源性以及纤维素酶结构的相似性,将其分成不同的家族.总结了纤维素酶近年来的主要进展与研究趋势,包括酶的作用机理、基因的表达与调控、酶的发酵生产以及在纺织、洗涤、能源等工业的应用进展.     

一种纤维素分解菌鉴别培养基

一种新的鉴别性纤维素刚果红培养基,含酸洗纤维素为唯一碳源和染料刚果红,产纤维素酶菌株在其上形成浓郁红色水解圈,明显区别于其它微生物类群,方便纤维素分解菌的筛选和计数。     

纤维素酶与木质纤维素生物降解转化的研究进展

利用纤维素酶将预处理后的秸秆降解成可发酵性单糖,然后发酵生产所需的液体燃料及化工产品的技术,对于我国解决能源、环境、人口就业等难题有着巨大的积极影响。在木质纤维素生物降解转化工艺中,减少纤维素酶用量及提高酶解效率是降低木质纤维素降解成本的关键。纤维素酶系和木质纤维素酶水解技术的改进需要深入了解纤维素酶系统的组成及其协同作用、纤维素酶的结构与功能以及纤维素酶的生产技术。将就以上几个方面的研究进展进行讨论,并深入探讨了纤维素酶糖化能力的评价方法。     

山蕗菜根酶活性的初步研究

通过蛋白质、多糖和纤维素含量的变化,研究了新鲜山蕗菜根所含内源蛋白酶、多糖水解酶和纤维素酶的活力。结果表明,新鲜山蕗菜根匀浆后1 h蛋白质水解程度为41.58%,2 h多糖水解程度约为26%,3.5 h纤维素水解程度约为3.8%。说明山蕗菜根蛋白酶和多糖水解酶具有较高活力,而纤维素酶活力较小。通过福林法和DNS法分别测得其粗提液蛋白酶和多糖水解酶的活力分别为24 221.57U/g粗酶蛋白和45 018.65U/g粗酶蛋白。     

白蚁肠道共生体的纤维素代谢体系

白蚁是大陆生态系统中木质纤维素降解的生力军,其肠道共生系统纤维素酶对纤维素的消化起到了关键的作用.本文概述了白蚁自身及其肠道共生微生物的纤维素水解系统的特点、相互关系以及相互作用的研究进展.     

鸡尾酒δ整合策略构建表达三类纤维素酶的酿酒酵母工程菌株及初步评价

木质纤维素乙醇具有替代化石燃料的潜力,其生产过程包括生物质预处理、纤维素酶生产、水解和发酵等多个步骤。将纤维素酶生产、水解和发酵组合在一起的统合生物加工过程（consolidated bioprocessing,CBP）由于能降低水解和发酵成本而具有应用于纤维素乙醇生产的潜力,该技术的关键是构建能有效降解纤维素的工程菌株,而构建表达纤维素酶的酿酒酵母即是其中一种选择。采用鸡尾酒多拷贝δ整合的策略将7种纤维素酶基因（Trichoderma reesei cbh1、cbh2和egl2,Aspergillus aculeatus cbh1、egl1和bgl1）表达盒整合至酿酒酵母W303-1A染色体上,经4轮整合筛选得到菌株LA1、LA2、LA3和LA4。对这4个菌株进行纤维素酶活性测定,结果表明从LA1到LA3各种纤维素酶活性呈递增趋势,而LA4的酶活性与LA3的酶活水平相当。对菌株LA3进行酸碱预处理玉米芯料的发酵评价,结果表明：①在外加商品化纤维素酶的情况下,与对照菌株W303-1A和AADY相比,LA3能有效利用纤维素料发酵产醇;②与分步整合的菌株W3相比,发酵性能更优;③培养基中的营养成分影响菌株发酵性能。这些结果表明,鸡尾酒δ整合是一种有效的构建酿酒酵母CBP菌株的方法。     

木霉产纤维素酶酶解木屑的条件试验

自60年代以来,随着微生物酶的研究和利用,科学工作者开展了一系列纤维素酶酶解纤维素的研究,取得了一定的成绩。本文主要报道木霉产纤维素酶酶解木屑及扩大试验的情况。