微生物木聚糖降解酶研究进展及应用前景

木聚糖是植物半纤维素的主要成分,它是除纤维素外,自然界中最为丰富的多糖。木聚糖的基本结构单元是由β－１．４或β－１．３糖苷键连接的多聚木糖链,在Ｄ－木糖的第二位氧上连接有Ｄ－葡萄糖醛酸或４－Ｏ－甲基葡萄糖醛酸或在第三位氧上连接有Ｌ－阿拉伯呋喃糖。有些木聚糖还在第二或第三位氧上发生乙酰化。不同来源的木聚糖在结构上有一定差异。木聚糖酶是一类木聚糖降解酶系（表１）,对降解自然界大量存在的半纤维素起着重要作用。它们不但可以降解木聚糖生成木糖,而且能以农作物残渣中的半纤维素为原料生产经济价值较高的产品。由…     

微生物发酵产木聚糖酶研究进展

木聚糖是植物半纤维素的主要成分,是自然界中仅次于纤维素的可再生资源。木聚糖酶是一类重要的木糖苷键水解酶酶系,可将木聚糖逐次降解为低聚木糖及木糖,在饲料、造纸、食品和生物转化等行业应用广泛。目前利用微生物发酵生产木聚糖酶的研究很多,菌种涉及到细菌、真菌等,其发酵生产木聚糖酶的工艺、产量及特性也各有不同,对此进行了综述,并展望了木聚糖酶发酵生产的研究方向。     

真菌分解玉米芯生产低聚木糖的研究

从53种真菌中筛选出3株能分解玉米芯木聚糖并产生低聚木糖的菌株。摇瓶发酵的适当条件为：基质含木聚糖提取物5％,蛋白胨0.1％、尿素0.1%,温度32℃,摇床转速180r／min,培养时间48h,木二糖相对于木聚糖的转化率最高为52．2％;直接用固体玉米芯接种培养所选菌种,加水保温,分解玉米芯中的木聚糖生产低聚木糖,在适宜的条件下木二糖相对于玉米芯的最高转化率为8％。     

微生物产生的木聚糖酶的功能和应用

术聚糖是一种异质多糖,主要由木糖和阿拉伯糖组成。微生物产生的木聚糖酶来源广泛,能将木聚糖水解为木寡糖和D-木糖。该酶具有极大的应用价值,如可用于纸浆的漂白以减少环境污染,也可将造纸工业及农业废料中的木聚糖转化为D-木糖。     

木聚糖酶的分子生物学及其应用

木聚糖是一种多聚五碳糖,是植物细胞中的主要半纤维素成分,木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的复合酶系,综述了木聚糖酶分子生物学上的研究进展及其在饲料,造纸,食品,能源工业上的应用。     

木聚糖定向酶解与高值化转化

木聚糖是自然界中含量最丰富的半纤维素,占木质纤维素生物质总量的25%～35%,具有转化合成高值化产品的巨大潜力。通过对木聚糖进行定向酶解,可以获得木寡糖、木糖和阿魏酸等多种功能组分。其中,木糖和阿魏酸可以作为多种可再生燃料和化学品的前体物质被进一步转化为高值化产品,进而广泛应用于药品、化妆品、食品等领域。而木糖作为一种碳源,也可以直接用于微生物的发酵。本文首先介绍了木聚糖及其结构组成,分别描述了木聚糖水解酶及其酶解产物,进而系统综述了以木聚糖酶解产物木糖、阿拉伯糖、乙酸、阿魏酸、葡萄糖醛酸为底物生物合成不同燃料、大宗化学品、精细化学品和聚合物等高值化产品的研究进展、存在问题和解决方案,最后对木聚糖的酶解和高值化转化进行了展望。     

海枣曲霉地衣多糖酶和木聚糖酶的底物特异性

海枣曲霉木聚糖酶x—I、x—u和x一III作用于不同底物对,x_I对地衣多糖的水解活性最强,对麦麸半纤维素H和B也有一定的水解活性,因而该酶为具有木聚糖酶活性的地衣多糖酶(LichⅢe,l,3一l,4一卢一D—Glucan 4一glucnohydrolasc,Ec 3．2．1．73)。 X—II对燕麦木聚糖、麦麸半纤维素B和H均有很高的水解活性,对其他木聚糖及地衣多糖的水解活性也较高,因而为具有地衣多糖酶话性的木聚糖酶o x—Iil对落叶松木聚糖的水解活性最高,对其他木聚糖也有较高的水解话性,但不能水解地衣多糖等β一葡聚糖,故为一种专一的木聚糖酶。X一1水解麦麸半纤维素B、x一Ⅱ水解燕麦术聚糖及x—Iu承解落叶松木聚糖的Km值分别为9·9、2．1和1．8mg／ml。酶水解产物的纸层析分析结果表明,x—I水解不同木聚糖后的产物主要为分子量较大的寡聚木糖,未发现木二糖、木糖及阿拉伯糖。X_Il的水解产物主要为木二糖 及木二糖以上的寡糖,并有少量木糖和阿拉伯糖,且阿拉伯糖远多于木糖。X-III的水解产物中以木二糖为最多,也有较多的木二糖以上的寡聚木糖,木糖和阿拉伯糖的量较少,且阿拉伯糖远少于木糖。     

利用真菌纤维素结合域(CBD)保守性序列进行草菇木聚糖酶cDNA的克隆

木聚糖是植物细胞壁的主要组分,它是木糖以β1 ,4 木糖苷键形成主链,乙酰基,阿拉伯糖基等为附链组成的复合多聚糖.木聚糖酶可以降解木聚糖主链,在木聚糖的生物降解中起着非常重要的作用[1 ] .根据木聚糖酶催化域(catalyticdomain ,CD)氨基酸序列的相似性,木聚糖酶可分为两个家     

利用毛壳霉固体发酵木聚糖酶

毛壳属真菌大多数具有较强的纤维素降解能力地,其中球毛菌所产生的木聚糖酶活性较强.木聚糖酶通过水解木糖分子间的β-1,4-糖苷键,将木聚糖水解成低聚木糖及少量木糖和阿拉伯糖.     

信息库

1　川地曲霉和泡盛曲霉中的两种α L 阿拉伯呋喃糖苷酶　　L 阿拉伯糖是植物细胞壁多糖 ,如阿拉伯聚糖 ,阿拉伯木聚糖和阿拉伯半乳聚糖的共同成分。降解阿拉伯聚糖的两种主要酶活性是 ,内 1,5 α 阿拉伯聚糖酶 [EC3.2 .1.99]和α L 阿拉伯呋喃糖苷酶 [EC3.2 .1.5 5 ]。阿拉伯木聚糖是植物半纤维素的主要成分 ,含有一个 1,4 β连接的木糖主链和不同的取代基。L 阿拉伯呋喃糖是 1,2 α或 1,3 α连接的阿拉伯木聚糖中的一种侧链取代基。酚类化合物 ,如阿魏酰和香豆酰取代基 ,和阿拉伯木聚糖中的部分L 阿拉伯呋喃糖酯化。大麦烧酒中含有…     

木聚糖酶异源表达的研究进展

木聚糖(xylan)在自然界中的含量极其丰富,在农作物和农林剩余物中大量存在。随着能源资源问题的日益凸显,对木聚糖的应用和研究越来越受到重视。木聚糖酶(xylanase)是可以将木聚糖降解为低聚木糖和木糖的一类水解酶,近年来,为了实现木聚糖酶的高产、高酶活表达,科研工作者做了大量的研究工作,就木聚糖酶异源表达(heterologous expression)的研究进展进行综述。     

嗜碱芽孢杆菌C-125木糖苷酶基因的表达与酶特征鉴定

嗜碱芽孢杆菌(Bacillus halodurans)C-125菌株的基因组中,一个编码木糖苷酶的基因(BH1068)被克隆并在大肠杆菌中获得高效表达。通过全面分析纯化蛋白,确证了它的木糖苷酶功能。该酶在pH4～9的范围内保持稳定,最适pH值为中性,有较宽的最适温度(35°C～45°C),且能在45°C范围内保持稳定。这些特性使得该酶可在较为宽广的条件下对木聚糖进行酶促降解。该酶对人工合成底物对硝基苯-β-木糖苷(p-nitrophenyl-β-xylose,pNPX)的比活力为174mU/mg蛋白质,且木糖对其反馈抑制较弱(抑制常数Ki为300mmol/L)。结果显示该酶是活性较高且较耐木糖抑制的细菌源木糖苷酶。该酶与商品化的木聚糖酶一起水解山毛举木聚糖(Beechwood xylan)时显示了增效作用,且水解率可获40%。该酶最适pH为中性,对木糖耐受等特性与大多数来源于真菌、最适pH为酸性、对木糖敏感的木糖苷酶将有较好的互补。结果表明该酶在木聚糖或含木聚糖多糖的单糖化过程可能发挥重要作用。     

微生物木聚糖降解酶系统

木聚糖类半纤维素是产量仅次于纤维素的植物多糖 ,其结构要比纤维素复杂得多 ,完全降解木聚糖 ,实现植物残体的生物转化需要多种水解酶 (即木聚糖降解酶系统 )的协同作用。木聚糖酶在食品、饲料、纺织、能源工业 ,特别是在纸浆和造纸工业中有着广阔的应用前景 ,如人们将极端嗜热和嗜碱菌的木聚糖酶基因克隆到现有工程菌中生产工业用酶 ,用于纸浆的生物漂白和饲料加工。但是木聚糖资源的开发利用要求完整的酶系统。人们通过对具有木聚糖降解酶系统微生物的研究 ,运用基因工程技术将其构建成发酵工程菌 ,直接利用半纤维素生产单细胞蛋白 ;或者…     

低温木糖苷/阿拉伯呋喃糖苷酶AX543的基因克隆及性质研究

旨在获得在低温条件下具有高催化能力的低温木糖苷酶,并对其进行异源表达研究和酶学性质分析。利用Touch down PCR和TAIL PCR方法,从枝顶孢菌中克隆得到一个序列新颖的GH43家族双功能木糖苷酶/阿拉伯呋喃糖苷酶基因ax543,该酶基因在毕赤酵母中成功表达。酶学性质分析发现重组酶AX543的最适温度为25℃,在15℃和4℃仍有54%和21%的相对酶活;具有木糖苷酶和阿拉伯呋喃糖苷酶活性,并可以降解木二糖、木三糖、桦木木聚糖、榉木木聚糖和小麦阿拉伯木聚糖;可以与木聚糖酶Xyn11-1协同作用,协同度达1.46;具有高木糖/阿拉伯糖耐受性,抑制常数Ki分别为84.78 mmol/L和54.01 mmol/L。     

木聚糖酶分子结构与重要酶学性质关系的研究进展

木聚糖是一种多聚五碳糖 ,是植物细胞中主要的半纤维素成分。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶 ,它在饲料、造纸、食品、能源工业和环境科学上有着广阔的应用前景。随着分子生物学、结构生物学的发展及蛋白质工程的应用 ,对木聚糖酶结构和功能的研究不断深入。这里重点阐述与酶的活性、热稳定性、作用pH、等电点、底物亲和性及催化效率等重要性质相关的分子结构研究进展 ,讨论了其进一步的研究发展方向。研究木聚糖酶结构与功能的关系 ,对进一步加深木聚糖酶作用机制的了解、指导木聚糖酶的分子改良有重要意义。     

瑞氏木霉木糖醇脱氢酶基因的分离与鉴定

将在木聚糖上生长的瑞氏木霉(Trichoderma reesei)RutC-30的cDNA文库全部质粒转化已携带有毕赤氏酵(Pithia stipitis)木糖还原酶基因的重组酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)菌株H475,在H475中构建了瑞氏木霉的cDNA表达亚文库。在以木糖为唯一碳源的选择性酵母合成培养基上,从该亚文库中筛选到瑞氏木霉木糖醇脱氢酶cDNA基因．该基因片段长为1．3kb。Southern、Norhern印迹杂交分析和蛋白质凝胶电泳结果表明该基因确实来源于瑞氏木霉,所编码蛋白质分子量约为40kDa。携带有毕赤氏酵母木糖还原酶和瑞氏木霉木糖醇脱氢酶基因的重组酵母能够在以木糖为唯一碳源的培养基上生长,并能将90％以上的木糖转化为木糖醇、乙醇和其它副产品。     

用石油化学原料生产饲用蛋白的现代趋势

<正> 当前,由于畜牧业的集约化,保证供给农畜必要数量的蛋白质具有十分重要的意义。据联合国粮农组织资料,1980年世界畜牧业所需蛋白质的数量为43,200万吨,到1990年将达到52,400万吨。在这种情况下,寻求一条新的途径和增加饲用蛋白生产的补充来源是十分紧迫的。作为蛋白质的潜在来源,由单细胞微生物(酵母、细菌、低等真菌)进行生物合成蛋白制品在农畜日粮中具有重大意义。单细胞蛋白的生产不同于动物和植物的蛋白质生产。微生物的生长速度比最高产的农作     

高效木聚糖降解酶系定制的新进展与挑战

木聚糖是植物细胞壁中含量最丰富的非纤维素多糖,大约占陆地生物质资源的20%-35%。不同物种来源的木聚糖结构因取代方式不同而具有广泛的异质性,这对生物质资源向生物燃料和其他高值产品高效转化提出了重大挑战。因此,需要开发由不同类型酶组成的最佳混合物以有效糖化木聚糖类底物。但是针对特定类型的底物设计高效降解酶系十分困难,应考虑底物的类型、底物的组成和物理性质、多糖的聚合度以及不同降解酶组分的生化性质等。本文从不同植物木聚糖的结构异质性与合成复杂性方面展示了其抗降解屏障,同时介绍了木聚糖主链降解酶系及侧链降解酶系的多样性以及协同降解作用,综述了复杂生境中微生物种群产生的混合酶系、降解菌株产生的高效酶系,以及基于特定木聚糖底物改造并定制简化高效的酶系统。随着不同种类木聚糖精细结构和木聚糖降解酶底物特异性的深入研究,针对特定底物类型进行绿色高效木聚糖酶系定制,加速木聚糖类底物的降解,从而实现木质纤维素资源的绿色高值化利用。     

木糖异构化木酮糖的制取及分离纯化

木糖是仅次于葡萄糖的重要生物工程生产基质,但不能直接被包括啤酒酵母在内的大多数酵母利用,而其异构体——本酮糖可以被这些微生物代谢。本研究利用木糖异构酶使木糖异构化生成木酮糖,在50℃和初始pH=8.0的条件下,木酮糖平衡转化率为21.6％,且随反应温度升高而增大。应用液相色谱技术使木酮糖与木糖分离,经三级色谱分离,纯木酮糖的精制回收率达43.8％。     

用氢氧化钾和过氧化氢从甘蔗渣中提取木聚糖的条件优化及甘蔗渣木聚糖酶解产低聚木糖的分析

甘蔗渣含有约40%纤维素和20%半纤维素,是生物炼制生产高附加值生化产品的良好原料。本研究通过响应面分析实验优化了氢氧化钾和过氧化氢处理甘蔗渣从中提取木聚糖的工艺参数:氢氧化钾浓度、过氧化氢浓度和处理温度,以甘蔗渣木聚糖提取率为考察指标,获得处理甘蔗渣的最优条件:10.0%KOH,2.36%H_2O_2,50℃,处理时间6 h,甘蔗渣木聚糖提取率达到78%。用重组内切木聚糖酶水解提取的甘蔗渣木聚糖生产低聚木糖,主要包括木二糖和木三糖,在底物浓度36 g/L、反应温度36℃、p H 5.0、木聚糖酶添加量800 U/g的条件下,水解反应24 h,木聚糖产生低聚木糖的转化率为43%。