综合讲解纤维素酶ppt课件.ppt

地球每年陆生植物可产纤维素约地球每年陆生植物可产纤维素约5×1011吨吨 (5000亿吨亿吨),我国每年秸秆我国每年秸秆6-7亿吨亿吨 合成速率相当于全人类每人每天合成速率相当于全人类每人每天70千克千克 是地球上最丰富的再生资源是地球上最丰富的再生资源,约占地球生物总量约占地球生物总量的的60% 80％纤维素未被开发利用％纤维素未被开发利用纤维素的利用前景诱人，但难度不小纤维素的利用前景诱人，但难度不小纤维素生物质纤维素的显微构造纤维素的显微构造 纤维素酶纤维素酶 组成成份及其特征组成成份及其特征 纤维素酶是生物炼制中的一种重要关键酶是水解纤维素β-1，4-葡萄糖苷键，使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称，它不是单一酶，而是起协同作用的多组分酶系 酸性纤维素酶是一种具有3—10个或更多个组分构成的多组分酶依其作用可分为:β-1，4-内切葡聚糖酶〔Endo-β-Glucanase ，简称EG,Cx〕,主要作用于无定形纤维素,水解产生纤维糊精,纤维寡糖.β-1,4-外切葡聚糖〔纤维二糖水解〕酶〔Cellobiohydrolase， CBH,C1 〕,主要作用于结晶纤维素,产生纤维二糖.β-葡萄糖苷酶〔β-Glucosidase，βG〕,水解纤维二糖为葡萄糖。

纤维素酶分子是由球状的催化构造域〔Catalytic domains,CD〕经过一个富含脯氨酸或羟基氨基酸的衔接桥〔Linker〕和纤维素结合构造域〔Cellulose binding domains,CBD〕三部分组成衔接桥的作用能够是坚持CD和CBD之间的间隔  纤维素酶对纤维素的作用机理纤维素酶对纤维素的作用机理 天然纤维素酶解过程可分三个阶段： 首先是纤维素对纤维素酶的可及性 其次是纤维素酶的被吸附与分散过程 最后是由EG、CBH和βG自组织复合体协同作用降解纤维素的结晶区，同时由EG、CBH和βG随机作用纤维素的无定形区外切酶外切酶C1酶作用于不溶性的固体外表酶作用于不溶性的固体外表,疏松纤维疏松纤维素结晶构造并起水化作用，使构成结晶构造的纤素结晶构造并起水化作用，使构成结晶构造的纤维素链开裂，长链分子的末端部分游离，从而使维素链开裂，长链分子的末端部分游离，从而使纤维素链易于水化内切酶纤维素链易于水化内切酶Cx酶随机水解非结酶随机水解非结晶纤维素、可溶性纤维素衍生物和纤维寡糖、纤晶纤维素、可溶性纤维素衍生物和纤维寡糖、纤维糊精，维糊精， β-葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水解成葡萄糖。

解成葡萄糖 结晶纤维素结晶纤维素C1无定形无定形纤维素纤维素纤维纤维二糖二糖βG葡萄糖葡萄糖Cx运用运用纺织纺织棉布后整理、生物抛光棉布后整理、生物抛光 饲料工业饲料工业饲料酶、秸秆青贮饲料酶、秸秆青贮 啤啤酒酒工工业业食品及食品及发酵工业发酵工业果汁加工、功能性成分提取果汁加工、功能性成分提取中草药成分提取中草药成分提取 酒酒精精发发酵酵 玉米酒精玉米酒精红薯酒精红薯酒精秸秆酒精秸秆酒精 纤维素酶水洗牛仔裤秸秆酒精流程影响纤维乙醇产业化的主要要素〔1〕木质纤维素预处置技术有待进一步优化和提高由于天然纤维素原料的构造复杂的特性，使得其纤维素、半纤维素和木质素三者不能有效分别；另外伴随产生一些中间副产物，实验阐明，这些物质抑制酵母的生长和代谢，最终影响乙醇产率〔2〕缺乏高效的纤维酶菌株，现有的纤维素酶制剂水解效果较低，使得酶解糖化经济本钱较高，当前消费一吨纤维乙醇需求酶制剂本钱在2200～2600元〔3〕缺乏可以同时高效利用戊糖和己糖的发酵菌株在木质纤维水解中，其中有相当比重的木糖〔葡萄糖/木糖约为2：1〕因此，戊糖的利用是影响纤维乙醇综合本钱的关键一项产纤维素酶的主要微生物产纤维素酶的主要微生物 纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、软体纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、软体动物、原生动物、细菌、放线菌和真菌等都能产动物、原生动物、细菌、放线菌和真菌等都能产生纤维素酶。

其中微生物主要的有：生纤维素酶其中微生物主要的有：霉菌类：霉菌类：康氏木霉康氏木霉(Trichoderma koningii)绿色木霉〔绿色木霉〔 Trichoderma viride)里氏木霉〔里氏木霉〔 Trichoderma reesei 〕〕腐殖菌〔腐殖菌〔Humicola insolens〕〕黑曲霉黑曲霉(Aspergillus niger)斜卧青霉斜卧青霉(Penicillium decumbens)、、解纤维顶孢霉解纤维顶孢霉(Acremonium cellulolyticus)等 产纤维素酶细菌•有粪肥纤维单胞菌(Cellulomonas fimi)，•高温单胞菌属,高温单胞菌(Thermomonospora. fusca) •梭菌属,如丁酸梭菌(Clostridium butyricum) •芽孢杆菌(Bacillus sp.)等•尤其是一些厌氧菌，如梭状芽孢杆菌(C. thermocellum)和拟杆菌(B.cellulosolvens)，分泌的纤维素酶具有很高的比活力，但是它们不能产生高酶效价•此外栖息于草食动物的消化道、特别是反刍动物的瘤胃中的厌氧性细菌,可产生纤维素酶,对纤维素进展分解，如产琥珀酸拟杆菌、牛黄瘤胃球菌、白色瘤胃球菌、溶纤维丁酸弧菌等。

不同来源微生物纤维素酶的性质比较酶源最适pH最适温度酶组分绿 色 木 霉里 氏 木 霉康氏木霉4.5-5.0(4.8)50-60 ℃EG,CBH,βG黑曲霉4.850 ℃EG,βG少量少量CBH腐殖菌7.0（耐碱性）50-55℃EG,βG少量少量CBH嗜碱芽孢杆菌9.540-45℃EG纤维素分解菌的挑选方法纤维素分解菌的挑选方法• 纤维素刚果红培育基法：纤维素刚果红培育基法：• 纤维素能同刚果红染料构成红色，而纤维素酶纤维素能同刚果红染料构成红色，而纤维素酶的水解产物纤维糊精、纤维二糖和葡萄糖不能同的水解产物纤维糊精、纤维二糖和葡萄糖不能同刚果红染料构成红色沉淀，为浅黄色，所以在纤刚果红染料构成红色沉淀，为浅黄色，所以在纤维素刚果红培育基上，凡能构成浅黄色水解圈的维素刚果红培育基上，凡能构成浅黄色水解圈的菌落即是能产纤维素酶的菌株，还可以根据水解菌落即是能产纤维素酶的菌株，还可以根据水解圈的大小〔产酶才干强水解圈大〕，估计菌株产圈的大小〔产酶才干强水解圈大〕，估计菌株产酶的情况，挑选高产菌株酶的情况，挑选高产菌株 磷酸膨化纤维素平板挑选法：磷酸膨化纤维素平板挑选法： 纤维素用纤维素用85%磷酸膨化后，破坏了纤维素的结磷酸膨化后，破坏了纤维素的结晶构造，使纤维素构造蓬松，易于被纤维素酶水解。

晶构造，使纤维素构造蓬松，易于被纤维素酶水解在磷酸膨胀纤维素在磷酸膨胀纤维素(Walseth)培育基上，用稀释法或划培育基上，用稀释法或划线法分别出能使磷酸膨胀纤维素降解构成水解透明圈线法分别出能使磷酸膨胀纤维素降解构成水解透明圈的菌落，挑选构成透明圈大的菌落，挑选产纤维素酶的菌落，挑选构成透明圈大的菌落，挑选产纤维素酶的优良菌株的优良菌株 此外，还有滤纸片、球磨纤维素底物培育基挑此外，还有滤纸片、球磨纤维素底物培育基挑选鉴别方法选鉴别方法 绿色木霉生长在膨化纤维素平板上构成产酶透明圈绿色木霉生长在膨化纤维素平板上构成产酶透明圈纤维素酶酶活表示方法纤维素酶酶活表示方法1、滤纸酶活〔FPA，FPase〕以滤纸为酶反响底物，该酶活反映综合酶活力，更主要反映外切酶活2、羧甲基纤维素钠酶〔CMCase)以CMC为酶反响底物，主要测定内切酶活性3、 Avicelase 酶活以微晶纤维素Avicel为酶反响底物，主要测定外切酶活性 4、β-葡萄糖苷酶以水扬素为底物测定；以PNPG〔对-硝基苯-β-D-葡糖苷〕为底物测定纤维素被纤维素酶水解所产生的复原糖普通用DNS试剂检测。

纤维素酶活力的定义•在pH4.8，50℃ 条件下测定,酶活单位定义为水解底物每分钟产生1μmol葡萄糖〔或产物〕为1个活力单位 Avicelase 酶活的测定•〔以Avicel为酶反响底物，主要测定外切酶活性〕•Avicel为微晶纤维素，由于Avicel本身有少量复原糖干扰测定，所以需用去离子水洗涤Avicel 2-3次，去除复原糖，洗涤烘干后的Avicel作为酶活测定的底物•称取50mg Avicel，放入20毫升试管底部，参与2ml pH4.8 0.1M Hac-NaAc 缓冲液，放入50℃水浴中预热2-3min，参与适当稀释酶液0.5ml，立刻计时，50℃振荡反响1h，参与3ml DNS溶液终止反响，沸水浴煮5min，冷却至室温后，参与10ml去离子水，摇匀后，4000-5000rpm离心5min,上清夜用721分光光度计于535nm波长下，测定吸光度以去离子水替代酶液，同上操作，为参比〔OD=0〕羧甲基纤维素钠酶活〔CMCase〕的测定〔以〔以CMC为酶反响底物，主要测定内切酶活性〕为酶反响底物，主要测定内切酶活性〕取适当稀释的酶液取适当稀释的酶液0.5ml于于20ml试管中，放入试管中，放入50℃℃水浴中预热水浴中预热2-3，参与，参与2 ml 1%CMC溶液〔用溶液〔用pH4.8 0.1M Hac-NaAc缓冲液配制〕，立刻计缓冲液配制〕，立刻计时，时，50℃℃反响反响30min后，参与后，参与3ml DNS溶液终溶液终止反响，沸水浴煮止反响，沸水浴煮5min，冷却至室温后，参与，冷却至室温后，参与10ml去离子水，摇匀后，用去离子水，摇匀后，用721分光光度计于分光光度计于535nm波长下，测定吸光度。

以去离子水替代波长下，测定吸光度以去离子水替代酶液，同上操作，为参比〔酶液，同上操作，为参比〔OD=0〕〕β-葡萄糖苷酶〔也称纤维二糖水解酶葡萄糖苷酶〔也称纤维二糖水解酶〕〕〔1〕以水扬素为底物测定 取适当稀释的酶液0.5ml于20ml试管中，放入50℃水浴中预热2-3min，参与2 ml 1%水杨素溶液〔用pH4.8 0.1M Hac-NaAc缓冲液配制〕，立刻计时，50℃反响30min后，参与3ml DNS溶液终止反响，沸水浴煮5min，冷却至室温后，参与10ml去离子水，摇匀后，用721分光光度计于535nm波长下，测定吸光度以去离子水替代酶液，同上操作，为参比〔OD=0〕β-葡萄糖苷酶〔也称纤维二糖水解酶〕葡萄糖苷酶〔也称纤维二糖水解酶〕〔2〕以PNPG〔对-硝基苯-β-D-葡糖苷〕为底物测定取适当稀释的酶液0.1ml于10ml试管中，放入50℃水浴中预热2-3min，参与0.9 ml 0.1%PNPG溶液〔用pH4.8 0.1M Hac-NaAc缓冲液配制〕，立刻计时，50℃反响30min后，参与1ml 2%Na2CO3溶液终止反响，摇匀后，用721分光光度计测定对-硝基苯在410nm波长下的吸光度。

以去离子水替代酶液，同上操作，为参比〔OD=0〕 纤维素酶高产菌株纤维素酶高产菌株 70-80年代国外主要采用诱变育种方法获得挑选高产菌，包括随机诱变和有目的诱变，其主要战略是：1、解除分解代谢阻遏，解除葡萄糖、甘油等易分解代谢碳源对产酶阻遏，或挑选2-deoxyglucose抗性2、提高酶的胞外分泌性，如挑选对细胞壁合成抑制造用的化学物质抗性菌株3、 挑 选 β-葡 萄 糖 苷 酶 高 产 菌 株 ， 设 计 β-glucosidase作用的有色底物，获得解除分解代谢阻遏高产突变株代表性菌株高产菌株国外代表性菌株有Trichoderma reesei QM9414,Rut C-30, MCG-77, MCG-80,CL-287,41GKDR-11,KDG-12,KDD-10等 国内菌种诱变选育情况•王家林等对康氏木霉NT-15进展紫外线、电磁波辐射、线性加速器，亚硝基胍等物理、化学的诱变方法，获得了高产菌株NT15-H,固体培育滤纸活力为3670u/g, Cx酶活力1800U/g，此菌种在工厂化消费中性能稳定•张苓花等采用康氏木霉W-925经过硫酸二乙酯和紫外线复合诱变，挑选得到产酶活性高的菌种Wu-932 ，该菌种CMC糖化力到达2975 u/g，滤纸糖酶活性为531U/g，比出发菌W-925分别提高了100%和81%。

•化工部饲料添加剂技术效力中心采用里氏木霉A3进展紫外线和亚硝基胍复合诱变后，将处置过的孢子接种于纤维双层平板上，30℃培育5-8天，15℃放置7-10天，挑选透明圈直径和菌落直径比较大的单菌落进展三角瓶固态发酵再挑选，得到了产纤维素酶活力很高的里氏木霉91-3菌株•中科院微生物研讨所董志扬等用康宁木霉经过γ射线照射和亚硝基胍交替处置，诱变出一株纤维素酶高产菌株T801，其产酶才干提高1.77倍•青岛海洋大学管斌等对里氏木霉进展低剂量、反复多次紫外线、亚硝基胍复合诱变处置方法，用“以2-脱氧葡萄糖作为降解产物阻遏物〞高效挑选方法，选育得到一株抗分解代谢阻遏的突变株，纤维素酶活力提高三倍纤维素酶基因工程菌构建•20世纪80年代以后不断至今，以纤维素酶过量消费为主要目的，构建高产纤维素酶基因工程菌的研讨非常活泼•目前里氏木霉(T reesei)纤维素酶中的•内切酶：EGI、EGIII和EGV基因•外切酶：CBH I , CBH II，•β-葡萄糖苷酶：βGI，βGII•等纤维素酶中各组分蛋白分子量，氨基酸残基组成，基因长度与序列均已被调查清楚纤维素酶基因工程菌构建战略•由于纤维素酶是一个多酶体系，要得到一个有实践运用价值的纤维素酶，大多采用产纤维素酶菌种Trichoderma reesei为外源基因的表达宿主，采用基因工程手段改造里氏木霉，提高产酶活力。

•1、经过扩增内切酶或外切酶蛋白基因的拷贝数，•2、外源β-葡萄糖苷基因转入到里氏木霉 •3、引入高比活的外源内切酶或外切酶基因，强化内切酶或外切酶的活性，可获得改动纤维素酶系组成和高活性的纤维素酶工程菌•如•1、国内某公司利用采用厌氧真菌Orpinomyces的高比活〔220U/mg〕内切纤维素酶基因CelB，转入到里氏木霉中，挑选高产菌株，发酵CMCase酶活到达400-1200 IU/ml•2、诺维信公司把米曲霉的β-葡萄糖苷基因转入到里氏木霉 Rut C-30，得到高β-葡萄糖苷酶活性表达量的里氏木霉SMA-04，该纤维素酶有利于对纤维素的水解•浙江大学化工与生物工程系，采用里氏木霉Trichoderma reesei ZU-02，提取木糖后的玉米芯残渣为碳源，最适底物浓度为研讨了40 g/l ，最适C/N 比为8.0，500 ml三角瓶摇瓶发酵 7天，纤维素酶活力为5.25 IU/ml (213.4 IU/g cellulose)，放大到30吨搅拌发酵罐，4天发酵，酶活到达5.48 IU/ml (222.8 IU/g cellulase) •10%(w/v)玉米芯残渣，用20 IU/g 底物加酶量,，水解率到达90.4%•江南大学利用里氏木霉Trichoderma reesei 高产突变株WX12，以纤维素粉、麸皮和豆粕为原料，30℃发酵，CMCase 到达600IU/ml，滤纸酶活FPase到达17 IU/ml 。

• 河南天冠企业集团采用里氏木霉R3 液体深层发酵，发酵过程采取分段控制pH 值、温度和溶氧的工艺,发酵120 h 酶活力最高, FPA 和CMC 酶活力分别到达48.9IU/ ml 和321.68IU/ ml•美国能源部、国家再生能源实验室〔NREL〕总投资超越3000万元美圆，与和杰能科GENENCOR、诺维信NOVOZYMES公司协作研发的生物基乙醇燃料工程中降低纤维素酶本钱,提高酶活已获得了可喜的成果，•采用生物信息、直接进化等生物技术，将消费1加仑燃料级酒精所需纤维素酶的本钱从最初超越5美圆的程度降至仅需求耗费约10-18美分〔实验室条件下〕，降低了约30倍的本钱•欧洲和美国最大酒精制造商之一Abengoa Bioenergy公司已于2019年在位于美国内布拉斯加州的生物废料分馏处置中试基地对诺维信酶制剂工艺进展测试一旦实现该工程的商业化操作，将有助于减少对不可再生、基于石油的能源和原资料资源的依赖1、液体发酵：、液体发酵：机械搅拌罐发酵〔分零售酵，流加发酵〕机械搅拌罐发酵〔分零售酵，流加发酵〕气升式罐发酵气升式罐发酵优优点点：：液液体体发发酵酵原原料料利利用用率率高高、、消消费费条条件件易易控控制制、、产产量量高高、、工工人劳动强度小、产质量量稳定、质量高，容易大规模消费。

人劳动强度小、产质量量稳定、质量高，容易大规模消费缺陷：设备投资大、要求高；发酵动力耗费大缺陷：设备投资大、要求高；发酵动力耗费大2、固体发酵：、固体发酵： 固固体体发发酵酵反反响响器器有有转转鼓鼓式式、、圆圆盘盘式式、、浅浅盘盘式式等等普普通通来来说说固固体体发发酵酵产产酶酶活活力力是是液液体体发发酵酵酶酶活活力力的的几几十十到到几几百百倍倍如如采采用用周周期脉冲技术，可改善传质、传热，提高产酶活力期脉冲技术，可改善传质、传热，提高产酶活力优点：设备投资相对较小、发酵动力耗费小，酶活高，产量高优点：设备投资相对较小、发酵动力耗费小，酶活高，产量高缺陷：不容易大规模消费，产品质量不高，劳动强度较高；缺陷：不容易大规模消费，产品质量不高，劳动强度较高；纤维素酶的发酵消费方法纤维素酶的发酵消费方法 气升式液体发酵 转鼓式固体发酵纤维素酶的研讨开展趋向纤维素酶的研讨开展趋向 构建纤维素酶高产基因工程菌，或现有消构建纤维素酶高产基因工程菌，或现有消费菌种经过基因工程技术改造费菌种经过基因工程技术改造 纤维素酶的蛋白质工程，纤维素酶的人工纤维素酶的蛋白质工程，纤维素酶的人工进化，发明比活性更高、酶水解温度高，进化，发明比活性更高、酶水解温度高，水解效率更强的纤维素酶。

水解效率更强的纤维素酶 表1、国产、国外液体纤维素酶产品活力比较来源CMCase(IU/ml)FPase(IU/ml)国内某公司1 3475.2 40.3国内某公司21320.622.5国外产品Cellusoft 25000L3887.572.5BLUE-J BPE Conc.1247.825.5HDL 1607214.879.5System XC7805.994.7Quantuml1461.532.5MBl-65E6939.7101.3HD L-1604132.1110.2IndiAge 2XL2257.244.9不同纤维素水解制糖过程其参数比较不同纤维素水解制糖过程其参数比较稀酸、浓酸、酶解、氢氟酸稀酸、浓酸、酶解、氢氟酸浓酸水解纤维素浓酸水解纤维素/半纤维素为混合糖过程技术半纤维素为混合糖过程技术蒸汽蒸汽木质素过滤过滤过滤过滤1级水解级水解2级水解级水解浓硫酸酸再浓缩酸再浓缩酸/糖 溶液生物质纯化的糖溶液石灰离心离心混合罐混合罐石膏肥料混合糖到发酵或直接转化加氢 热转化色谱分别色谱分别酸回收固体水回收冷凝物蒸汽强硫酸固体固体泵液体如需求到硅石过程A 10-StepOverview10675432189纤维素乙醇前景•随着对纤维素酶研讨的不断深化，以及生物化学、分子生物学、生物信息学、构造生物学以及基因工程等多种交叉学科的快速开展，获得适宜工业消费的高比活力、低本钱的纤维素酶将不再是可望而不可及。

•此外采用浓酸化学法水解植物纤维素也获得了很大进展和突破•纤维素水解制糖技术在不远的未来会成为现实，纤维素乙醇将变得有竞争力，其前景乐观木聚糖酶木聚糖酶(Xylanse)木聚糖木聚糖 木聚糖木聚糖(β-l，，4-xylan)是植物半纤维素的主是植物半纤维素的主要成分它是自然界中含量仅次于纤维素的多要成分它是自然界中含量仅次于纤维素的多糖，分别占被子植物和裸子植物干质量的糖，分别占被子植物和裸子植物干质量的 15％％—30％和％和7％％—12％木聚糖是吡喃木糖％木聚糖是吡喃木糖以以β-l，，4-糖苷键连成主链的不均一多糖，侧链糖苷键连成主链的不均一多糖，侧链通常有通常有O-乙酰基，乙酰基，α-L-呋喃阿拉伯糖基，葡糖呋喃阿拉伯糖基，葡糖醛酸基OO HOOHOHOO HOOOHOOHOOO HOHOO HOOHOOOO HOOHOOOH OHOOOHOOOHHOHß(1,4)-链 D-木糖吡喃糖苷链HOOOOHa-1,3 L-O3 〔单替〕和 O2 与O3 〔双替〕位上衔接着阿拉伯呋喃糖残基OCH3OOHO5位上衔接着阿魏酸木聚糖构造木聚糖构造木聚糖酶木聚糖酶•木聚糖酶是一类木聚糖降解酶系，主要是由β—1，4—D—木聚糖内切酶和β—1,4—D—木糖苷酶(外切酶〕组成，此外还有一些脱支链酶，如α—L—呋喃型阿拉伯糖苷酶、α—葡萄糖醛酸苷酶，乙酰木聚糖酯酶及能降解木聚糖上阿拉伯糖侧链残基与酚酸构成的酯键酚酸酯酶等。

木聚糖酶作用木聚糖酶作用阿魏糖酰酯酶 -木糖苷酶阿拉伯木聚糖阿拉伯木聚糖阿魏酸木糖木糖-阿拉伯呋喃糖糖苷酶阿拉伯糖小分子多糖 -1,4--木聚糖内切酶木聚糖内切酶木聚糖酶活的测定•以燕麦或桦木木聚糖为酶作用的底物，采用DNS测酶水解所释放的复原糖〔木糖〕，酶活单位定义为在一定pH值、一定温度下，每分钟水解木聚糖释放1微摩尔木糖的酶量为1个活力单位(U)木聚糖酶的消费•可由不同菌属的微生物产生可由不同菌属的微生物产生 •1、芽孢杆菌属〔、芽孢杆菌属〔Bacillus〕木聚糖酶〕木聚糖酶 •2、曲霉属〔、曲霉属〔Aspergillus〕木聚糖酶〕木聚糖酶•3、木霉属〔、木霉属〔Trichoderma〕木聚糖酶〕木聚糖酶•4、链霉菌属〔、链霉菌属〔Streptomyces〕木聚糖酶〕木聚糖酶•5、不同嗜热菌的木聚糖酶、不同嗜热菌的木聚糖酶1、芽孢杆菌属〔Bacillus〕木聚糖酶 2、曲霉属〔Aspergillus〕木聚糖酶3、木霉属〔Trichoderma〕木聚糖酶4、链霉菌属〔Streptomyces〕木聚糖酶5、不同嗜热菌的木聚糖酶木聚糖酶的运用木聚糖酶的运用医药能源食品纺织饲料制浆造纸运用木聚糖酶在制浆造纸工业上的运用 在制浆造纸工业中，传统的化学漂白方法是采用多步骤的氯、二氧化氯漂白及碱提取来去掉木质素，在废水中含有大量的氮及有毒的、剧烈致癌致畸物质，呵斥严重的环境污染。

木聚糖酶用于纸浆漂白是用木聚糖酶来降解木素—碳水化合物的复合体，可减少漂白纸浆的化学药品用量，提高后续漂段的漂白效果的目的经过木聚糖酶处置，在一样的其他漂白条件下可使漂浆白度提高2％—6％IS0，并能简化漂白废水的处置程序，降低污染 1986年科学家发现用木聚糖酶处置纸浆，可降低漂白时氯的用量 1991年芬兰最早开场在造纸中商品化运用木聚糖酶在饲料中的运用•1、木聚糖酶在饲料中的作用机理• 谷物籽实中都会含有一定量的抗营养因子非淀粉多糖(NSP)，NSP分为可溶性NSP(SNSP)和不可溶性NSP(INSP)，影响动物对营养消化率的NSP主要是SNSP小麦、麦麸、米糠中的SNSP主要是木聚糖酶制剂能消除NSP的抗营养作用，主要是NSP酶将NSP降解为小分子，从而改动NSP的抗营养特性• 木聚糖酶是专注降解木聚糖的复合酶，主要是由β-l，4-D-内切木聚糖酶和β -l，4-D-外切木糖甘酶组成，此外，还有一些脱支链酶木聚糖酶破坏木聚糖分子中的共价交联(阿拉伯糖残基取代区)及经过氢键构成的衔接区(主链上的非取代区)，使木聚糖的水溶性及粘性大大下降，从而降低对肠道的负作用。

木聚糖酶在动物中的作用•降低胃肠道食糜的粘性•可以提高内源性消化酶的活性，促进营养的消化吸收•破坏细胞壁构造•减少肠道微生物数量，有利用猪的安康•木聚糖酶添加到日粮中能提高猪对高纤维饲料的利用率，改善安康情况，缓解饲料资源短决的情况，并可提高生长猪淀粉、粗蛋白质及灰分的回肠消化率，但不影响各营养目的的粪表现消化率•培烤用酶，可提高面筋网络的弹性，加强面团稳定性，改善加工性能，改良面包瓤的构造，增大面包体积，改善面包质量•纺织中棉麻织物整理•酶解木聚糖消费低聚木糖〔双歧杆菌增殖因子〕木质素降解酶•木质素是植物中仅次于纤维素的最丰富和最重要的有机高聚物由一系列的苯丙烷单元经过醚键和碳碳键衔接的复杂无定形的、光化学惰性、交联且具有高度分散性的芳香多聚物，高度抗生物降解•它和半纤维素、果胶一同作为细胞间质填充在细胞壁的微细纤维之间经过自在基木质素的化学构造复杂，许多植物的木质素构造仍未完全清楚•木质素主要是经过氧化复原酶催化苯氧自在基，经过自在基反响完成木质素的降解木质素降解酶•在知的木质素降解微生物中，白腐菌〔 Phanerochaete chrysosporium 〕研讨的较多，该菌可产生木质素过氧化物酶LiPs、锰过氧化物酶MnPs、漆酶，是一种多酶复合体，氧化复原酶是木质素降解酶的主体。

木质素过氧化物酶( EC 1.11.1.13Lignin Peroxidase, 简称LiP)•LiP能催化芳香基化合物的降解•LiP 是一种含血红素的糖蛋白, 血红素埋在蛋白质内构成活性中心LiP 遭到H2O2 的触发而发生氧化成为酶中间体LiPⅠ，LiPⅠ与芳环底物反响, 经过从芳环上获得电子，导致其构成阳离子自在基, 进而发生断裂反响LiP 能氧化高氧化复原电位的化合物,主要是非酚类的芳香族化合物( 包括非酚类的木质素方式化合物和芳烃类污染物) 、合成木质素及氰化物等其他化学物质•LiP首先从木质素或木质素模型化合物中产生一个电子，构成阳离子基团，进而导致裂解反响，引起丙基侧链Ca-Cβ 链断裂，后者再阅历一系列非酶反响产生各种终产物锰过氧化物酶( EC 1.11.1.14 Manganese Peroxidase， 简称MnP)•MnP 也是一种糖蛋白, 酶活性中心是由一个血红•素基和一个Mn2+构成, 还有两个起稳定构造作用的•Ca2+MnP 表现出对Mn2+的绝对需求, MnP 先催化•Mn2+转为Mn3+, Mn3+再去氧化大量的酚类底物• MnP既可氧化酚型构造也可氧化非酚型构造，•其能将Mn(II)氧化成Mn(III)，而Mn(III)是氧化剂，可•在离MnP活性位点一段间隔的地方起作用，但不能•氧化非苯酚构造，只能经过Cα芳基开裂和其他降解•反响氧化木质素中约占10%的抗性更强的酚构造。

•MnP氧化氧化复原电位相对低的化合物, 包括酚类木质素方式化合物的各种单酚和双酚, 所以MnP 被视为是一种酚氧化酶除了酚类化合物, MnP 还能氧化胺类、染料, 在纸浆、染料的脱色中起主要作用漆酶EC 1.10.3.2 (Laccase, 简称Lac)•Lac 是一种含铜的多酚氧化酶, 和植物中的抗坏血酸氧化酶、哺乳动物的血浆铜蓝蛋白同属蓝色多铜氧化酶家族Lac 能催化各种芳烃类化合物( 特别是酚类) 的氧化, 在这一过程中, Lac 从酚类化合物的羟基中除去单电子, 构成苯氧自在基, 并伴随着1 分子氧发生4 电子复原, 生成2 分子的水。