半纤维素酶的主要成分
纤维素酶—木聚糖酶—漆酶的共固定化
纤维素酶—木聚糖酶—漆酶的共固定化纤维素酶、木聚糖酶和漆酶是植物细胞壁复式结构中重要的3种酶，也是降解该复式结构和合成植物细胞壁相关糖苷键的关键因素。
它们可以帮助植物细胞壁的强度和分解，从而分解产生植物细胞壁的原料。
共固定化技术可以有效的运用于三种类型的酶，利用这种技术可以高效的将三种酶共同固定在一个可随机分离的载体上，使它们能够有效的作用在一个催化体系中，从而使整个催化体系的性能得到提高。
在利用这种技术进行共固定化之前，需要先了解三种酶的特性及其作用。
纤维素酶是一种降解纤维素和半纤维素的酶。
它能够将纤维素类物质分解成糖原和半乳糖，也就是说，它能够将纤维素分解成更小的片段，从而更容易被植物细胞吸收利用。
木聚糖酶是一种能够降解木聚糖的酶，木聚糖是植物细胞壁中最重要的成分之一，由它和纤维素组成植物细胞壁的复式结构。
因此，木聚糖酶可以帮助植物细胞壁分解，使它们能够更有效的利用木聚糖。
漆酶是一种能够降解漆素的酶，漆素是植物细胞壁的一种重要成分，它可以使植物细胞壁表面的分子间的结合较为牢固，这样植物细胞壁才能够较为牢固地被细胞吸收，而漆素也能够减少植物细胞壁的渗漏性，从而保护细胞的稳定性。
共固定化技术可以有效的利用纤维素酶、木聚糖酶和漆酶的作用，将它们共同固定在一个可随机分离的载体上，从而使它们能够有效高效的催化单一催化体系中的反应。
这种方法可以有效的利用三种酶的联合作用，从而有效的将植物细胞壁复式结构中的构成成分分解，也可以通过利用植物细胞壁复式结构中的糖苷键反应来合成新的有机物，从而实现植物细胞壁复式结构的合成和分解。
此外，使用共固定化技术的另一个优势是能够更有效的利用酶的活性。
共固定化可以有效的将三种酶以较高的活性结合在一起，从而提高整个催化体系的性能，更有效的利用酶的活性，从而将植物细胞壁复式结构中的构成成分分解和合成。
此外，共固定化技术还具有一定的可操作性、可组装性特征，可以根据需要将多种酶混合，可以控制混合酶的比例，进行更加精确的操作，从而更好的利用混合酶的作用，节约成本，提高混合酶的性能。
半纤维素的降解和应用
三.半纤维素的降解 1.酸性水解反应 在酸性介质，半纤维素糖基之间的苷键断 裂，从而半纤维素降解。 半纤维素糖基种类多，各糖苷键的水解速 率有差异。 2.酶降解 半纤维素的复杂结构决定其酶降解需多种 酶的协同作用。在适当条件下，半纤维素被 半纤维素酶水解，可以得到木低聚糖 、木 糖 、阿拉伯糖和甘露糖等产物。
四.降解产物的利用
食品工业
半纤维素占膳食纤维总量的50％ 以上，半纤维素是混合聚糖，其 产品可制成脂肪替代品，耐高温， 可用于肉制品中。
生物和医药
聚阿拉伯糖葡萄糖木糖具有免疫刺 激行为。含羧甲基木聚糖的半纤维 素具有刺激淋巴细胞和免疫细胞的 作用，称为中国新的抗癌药物。
在造纸工业中是一种优良的添 加剂表面活性剂用在洗涤剂和 肥皂等化学工业
针叶木
半 草类植物 纤 维 素 的 茎干 差 同种原料，部位不同 种子 异 Nhomakorabea产地不同
果壳
不同植物原料 种类、含量不同
阔叶木
聚半乳糖葡萄 甘露糖类
聚葡萄甘露糖 类 聚木糖类
二.分离（预处理及抽取） 半纤维素与木质素间存在化学连接，与纤 维素无化学连接，但纤维间有氢键和范德 华作用力，紧密结合。故其分离过程较复 杂。 预处理：获得无抽提物试样，进行分离
半纤维素的降解和应用
一.概念 半纤维素(hemicellulose): 高等植物细胞壁 中非纤维素也非果胶类物质的多糖。结合在 纤维素微纤维的表面，相互连接。 糖基：D-木糖基、D-甘露糖基、D－葡萄糖 基、D-半乳糖基、L-阿拉伯糖基、4-O-甲基D-葡萄糖醛酸基等。 纤维素 葡萄糖 β-1，4糖苷键
其他工业
降解产物制备低分子产品：乙醇、己六醇、 酵母、木糖醇、三羟基戊二酸等。
参考资料： [1]陈嘉川，谢益民.天然高分子科学[M]. 北京： 科学出版社 [2] RaySmith.生物降解聚合物及其在工农业中的应用[M]. 北
纤维素酶作用条件
纤维素酶作用条件全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：纤维素酶是一种在生物体内起到关键作用的酶类物质。
它能够降解纤维素这种复杂的多糖类物质，帮助生物体消化、吸收养分。
纤维素是植物细胞中主要的结构成分，包括木质素、半纤维素和纤维素三类。
由于植物细胞壁中存在大量的纤维素，因此许多生物体都需要纤维素酶来帮助其消化和利用这些植物性的食物资源。
纤维素酶的作用条件包括温度、pH值、离子浓度等因素。
这些条件对纤维素酶的活性、稳定性和效率都有着重要的影响。
首先来看纤维素酶的适温范围。
不同的纤维素酶对温度的适应范围有所不同，一般来说大部分纤维素酶在30-60摄氏度的温度下表现较好，超过或低于这个范围都会影响到其活性。
该适温范围取决于纤维素酶在自然环境中的来源和生长状况，例如产自热带区域的纤维素酶对高温的适应性更强，而产自极地地区的纤维素酶对低温的适应性更好。
其次是纤维素酶的适pH范围。
纤维素酶在不同的pH值下的活性也有所不同，一般来说大部分纤维素酶在中性至碱性环境下表现较好，如pH 6.0-8.0的范围。
但也有一些特殊的纤维素酶，例如在酸性环境下活性更好的酸性纤维素酶。
适pH范围的确定需要考虑到纤维素酶的酶学特性、来源和作用场景等因素。
离子浓度也是影响纤维素酶活性的重要因素之一。
纤维素酶在一定的离子浓度范围内可以保持较好的活性，过高或过低的离子浓度都会对其活性产生负面影响。
离子浓度的影响主要来源于其对蛋白质结构的稳定性和折叠构象的影响，进而影响纤维素酶的催化效率和稳定性。
纤维素酶的作用条件是多方面综合影响的结果。
在实际应用中，需要根据具体的纤维素酶类型和应用场景来确定最佳的作用条件，以提高纤维素酶的效率和稳定性，进而实现更好的纤维素降解效果。
未来，随着对纤维素酶作用机制的深入研究和技术的进步，相信纤维素酶在生物工程、环境保护和食品工业等领域的应用前景将会更加广阔。
第二篇示例：纤维素酶是一种能够降解纤维素的酶类，具有在生物转化、发酵工艺以及食品加工等领域中的重要应用价值。
高中化学专题01 第7题化学与文化、生活、环境等(强化训练)-2020高考化学二三轮复习题型大突破系
第7题化学与文化、生活、环境等（强化训练）1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白D．Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝【答案】B【解析】A.NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关，可以用作化肥是因为含有氮元素；B.铁锈的主要成分为Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应，具有对应关系；C. 二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质，不涉及氧化还原，故和二氧化硫的氧化性无关；D.电解冶炼铝，只能说明熔融氧化铝能导电，是离子晶体，无法说明是否具有两性，和酸、碱都反应可以体现Al2O3具有两性。
故选B。
2．下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是A．4.03米大口径碳化硅反射镜B．2022年冬奥会聚氨酯速滑服C．能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D．“玉兔二号”钛合金筛网轮【答案】A【解析】A.碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料，且碳元素与硅元素均位于元素周期表第IV A族，故A符合题意；B.聚氨酯为有机高分子化合物，不属于无机非金属材料，故B不符合题意；C.碳包覆银纳米材料属于复合材料，不属于无机非金属材料，且银不是主族元素，故C不符合题意；D.钛合金为含有金属钛元素的合金，其属于金属材料，不属于无机非金属材料，故D不符合题意；综上所述，本题应选A。
3．化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及．．．化学反应的是（）A．利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇B．利用石油生产塑料、化纤等高分子材料C．利用基本的化学原料生产化学合成药物D．利用反渗透膜从海水中分离出淡水【答案】D【解析】A、秸杆主要成分为纤维素，利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇，有新物质生成，属于化学变化，故A涉及化学反应；B、利用石油生产塑料、化纤等高分子材料，产生新物质，属于化学变化，故B涉及化学反应；C、利用基本化学原料生产化学合成药，产生新物质，属于化学变化，故C涉及化学反应；D、海水中的水淡化成淡水，没有产生新物质，属于物理变化，故D不涉及化学反应；故选D。
啤酒工艺学第一、二、三章(2010)
成各种酶，并将麦粒中的淀粉、蛋白质 等高分子物质进行适度分解，以满足糖 化时的需要。
第三节 大麦的发芽
一、大麦发芽时酶的形成及种类
1 、 酶 赤霉酸 的 形 成
各种酶
第三节 大麦的发芽
大麦发芽时都形成哪些酶 2、酶的种类 （1）、淀粉酶(amylase) α—淀粉酶,又称液化酶或糊精化酶。 作用特点：内切型淀
四棱大麦
二棱大麦
第一节 大麦
胚（embryo）：包括盾
大麦的形态
状体、上皮层、原始胚 芽，可供发芽时初始营 养 并产生赤霉酸。 胚乳（endosperm)：含有 丰富脂肪、淀粉，供给 发芽所需大部营养，是 酿造啤酒的主要成分。 谷皮(husk) ：有内皮、 外皮，保护作用；是过 滤时的滤层，部分成分 对啤酒有不利影响。
影响啤酒的稳定性。
第一节 大麦
蛋白质(protein) 清蛋白(albumin) ：对啤酒的泡持性起重
要作用，是唯一能溶于水的蛋白质，加 热到52℃开始析出 。 球蛋白(globulin) ：加热90℃可沉淀析出。 其中β－球蛋白是对啤酒稳定性有害的主 要成分之一。
第一节 大麦
醇溶蛋白（prolamine）：加热不沉淀，
第二节 大麦的浸渍
喷浸法(spray steeping)：大麦先经洗麦除
杂，然后每浸2h，喷雾12h，反复进行直 到所要求的浸麦度为止。
工艺特点：浸麦周期
短，耗水量小。操作 要求高、浸麦度较高、 通风要求高，浸麦后 大麦质量比较均匀。 浸麦设备：浸麦槽
第三节 大麦的发芽（germination)
OH
R OH
第三节 酒花
微生物酶分类
1 微生物酶的分类、作用机理及来源1.1淀粉酶。
淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。
α-淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，能够切开淀粉链内部的α-1，4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。
生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。
β-淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4-糖苷键，生成麦芽糖。
此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。
此酶主要由曲霉、根霉和内孢霉产生。
糖化酶又称淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖。
此酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。
此酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、拟内孢霉、红曲霉。
异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的α-1，6-糖苷键，将枝链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。
此酶产生菌主要是嫌气杆菌、芽孢杆菌及某些假单孢杆菌等细菌。
1.2蛋白酶。
蛋白酶系催化分解蛋白质肽键的一群酶的总称，它作用于蛋白质，将其分解为蛋白胨、多肽及游离氨基酸。
此酶种类繁多，广泛存在于所有生物体内，按其来源可分为植物蛋白酶、动物蛋白酶、微生物蛋白酶(又可分为细菌蛋白酶、放线菌蛋白酶、霉菌蛋白酶等)；按其作用形式可分为肽链内切酶、肽链外切酶；按所产蛋白酶性能分为酸性蛋白酶、霉菌蛋白酶酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶。
酸性蛋白酶(最适pH=2～5)产生菌主要是黑曲霉、米曲霉、根霉、微小毛霉、似青霉、青霉、血红色螺孔菌等的某些种；中性蛋白酶(最适pH=7～8)产生菌主要是枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、微白色链霉菌、耐热性解蛋白质杆菌等；碱性蛋白酶(最适pH=9～11)主要产生菌为枯草杆菌、腊状芽孢杆菌、米曲霉、栖土曲霉、灰色链霉菌、镰刀菌等。
与半纤维素有关的基本知识
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与半纤维素有关的基本知识
目录/CONTENTS
半纤维素的定义
半纤维素是由几种不同类型 的单糖构成的异质多聚体，这些 糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、 阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。半 纤维素木聚糖在木质组织中占总 量的50%，它结合在纤维素微纤 维的表面，并且相互连接，这些 纤维构成了坚硬的细胞相互连接 的网络。
半纤维素的简介
植物细胞壁构成纤维素小纤维间的间质 凝胶的多糖群中除去果胶质以外的物质，是 构成初生壁的主要成分。包括葡萄糖、木糖、 甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖等，单糖聚合体 间分别以共价键、氢键、醚键和酯键连接， 他们与伸展蛋白、其他结构蛋白、壁酶、纤 维素和果胶等构成具有一定硬度和弹性的细 胞壁，因而呈现稳定的化学结构。原来是从 总纤维素中以17.5％NaOH以至24％KOH提 取出来的多糖成分的总称，而没有相应的特 定的化学结构。碱提取液用醋酸中和沉淀的 部分是半纤维素A，源自清液用乙醇沉淀的部 分是半纤维素B。
半纤维素的应用
半纤维素的工业利用正在开发，制浆废液可制酵母，酵母又可抽提出10 ％的核糖核酸，再衍生为肌苷单磷酸酯和鸟苷单磷酸酯，可用作调味剂、抗癌 剂或抗病毒剂等。林产化学品法是先用有机酸使纤维原料预水解，水解残渣仍 可制浆，质量可与未预水解的浆相媲美，而从水解液可分离出戊糖和己糖组分， 所得木糖经处理后制成木糖醇，可作增甜剂、增塑剂、表面活性剂；木糖酸可 作胶粘剂；聚木糖硫酸酯可作抗凝血剂。
构成半纤维素的糖基主要有D-木糖、D-甘露糖、D－葡萄糖、D半乳糖、L-阿拉伯糖、4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸及少量L-鼠李糖、L-岩 藻糖等。半纤维素主要分为三类，即：
聚木糖
聚葡萄甘 露糖类
聚半乳 糖葡萄 甘露糖类
半纤维素的来源
半纤维素酶
半纤维素酶纺织服装学院轻化摘要：In this paper, the biological degumming and biological pulping of the three major enzymes, namely the pectinase hemicellulase (mannase xylanase) and lignin degradation enzyme has carried on the comprehensive summary of = on its application prospect is also comments关键词：hemicellulase ramie degumming mannase0 前言本质而言，纺织工业中的麻类生物脱胶与造纸工业中的生物制浆并无二致。
二者都是依靠微生物降解植物纤维原料中的果胶、半纤维素及木质素，使其分散成满足纺织工业和造纸工业不同要求的束纤维或单纤维的过程麻类生物脱胶的关键酶类主要为果胶酶和半纤维素酶，木质素降解酶所起的作用并不重要，而生物制浆所需的关键酶类主要为半纤维素酶和木质素降解酶，果胶酶所起的作用并不重要。
由于不同麻类半纤维素结构和成分不同，因此，麻类生物脱胶所需的半纤维素酶也相应不同。
例如，红麻和黄麻的半纤维素成分主要为木聚糖，故所需的半纤维素酶为木聚糖酶，而苎麻的半纤维素主要为甘露聚糖，因此其生物脱胶过程中所需要的半纤维素酶主要为甘露聚糖酶。
半纤维素是植物细胞壁的重要组成部分,约占植物干重的 35%,在自然界中含量仅次于纤维素。
与纤维素相比,半纤维素成分复杂,包括木聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖等,其结构与组成已有详细报道。
半纤维素的复杂结构决定了半纤维素的降解需要多种酶的协同作用,此外,半纤维素酶产生菌一般也都产生纤维素酶,即同时分泌两类酶的混合物,这样应用传统的微生物学和生物化学方法研究半纤维素酶就遇到了许多困难,而分子生物学方法的发展则为深人研究及解决这些问题提供了新的途径。
名词解释
啤酒定义：是以大麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒。
多酚类物质：指同一苯环上有2个以上的酚羟基的化合物。
酒花学名蛇麻花、又称忽布。
属桑科律草属，多年生草本蔓性植物，叶子形似桑叶，雌雄异株。
麦芽制备：大麦在人工控制和外界条件下发芽和干燥的过程，即称为制麦大麦休眠：新的大麦具有特殊的休眠机制。
消除方法：将大麦低温储藏一段时间。
水敏感性：大麦吸收水分至某一程度发芽受到抑制的现象，称为水敏感性。
消除方法：采用断水通风工艺，可消除水膜，也提供了氧。
浸麦度：浸麦后大麦的含水量称为浸麦度。
库尔巴哈值=（可溶性氮/总氮量）*100%。
蛋白质溶解度可用库尔巴哈值衡量。
影响因素（1）大麦蛋白质含量高，库值低。
（2）发芽温度高，库值低。
见P70表（3）浸麦度过低，库值低。
（4）在有赤霉酸的情况下，库值高。
糖化力：麦芽糖化力是表示麦芽中a-淀粉酶和β－淀粉酶联合水解淀粉的能力。
粉碎度：是指麦芽或辅料粉碎之后，粗细粉各自所占的比例度。
麦芽还包括麦壳所占比例。
糖化是指将麦芽和辅料中高分子物质及其分解产物，通过麦芽中各种水解酶类作用，使之分解并溶解于水的过程。
浸出物是溶解于水中的各种干物质的总称。
蛋白质休止：糖化时蛋白质分解的过程称为蛋白质休止。
煮出糖化法：煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使其有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪，使醪逐步梯级升温至糖化终了的糖化方法。
浸出糖化法：浸出糖化法是指麦芽醪纯粹利用其酶的生化作用，用不断加热或冷却调节醪的温度，使之糖化的方法。
浸出糖化法分为升温浸出糖化法、降温浸出糖化法。
上面发酵酵母：在发酵时会随CO2漂浮在液面上，发酵终了形成酵母泡盖，经长时间放置也很少下沉的酵母。
下面发酵酵母：在发酵时，酵母悬浮在发酵液内，发酵终了，酵母很快凝结成块并沉积在器底，形成紧密沉淀的酵母。
发酵度：浸出物浓度下降的百分率，可以用下式来表示。
植物纤维化学复习资料整理汇总
7.原料树脂含量高对造纸的不良影响如何消除或减轻?答：4种方法：1）原料储备一段时间树脂因风化减少2)在备料车间钻孔去节3）蒸煮是通过大小放气回收松节油4）经过以上处理后，若纸浆中树脂含量还高，可加滑石粉或生物酶，然后在纸机净化系统中一并除去
9.降解：高分子化合物在受到化学，光照，加热，机械等作用时聚合度下降的现象。
10.综纤维素：又称总纤维素，指造纸植物纤维原料中的纤维素和半纤维素的总称。
11.α-纤维素：包括纤维素和抗碱的半纤维素。β-纤维素：为高度降解的纤维素和半纤维素。γ-纤维素：全为半纤维素。
12.助色基团：能使吸收波长向长波方向移动的杂原子团（含有未共用电子对）eg:-cooH,-OH,-NH2,-CL等。
四、问答题：
1.造纸用纤维原料分哪些类型：分为木材纤维原料（针叶木和阔叶木）非木材纤维原料（禾本科纤维、籽毛类纤维、叶部纤维，韧皮纤维）半木材纤维原料（棉纤维）。
2.描述纤维原料细胞壁的主要成分：纤维素、半纤维素、木素
3.纤维素的特点?其性质和功能由什么决定：（1）不溶于水的均一聚糖；由D-葡萄糖构成的链状高分子化合物；以纤维单糖的连接方式（1-4-β）连接；具有特性的X-射线衍射图 （2）结构单元、连接键型、功能基、DP.
18.灰分对制浆造纸的影响：1):灰分对普通的化学浆的质量没什么影响，只对人造纸浆和电容器浆产生不良影响。2):纸浆中Cu.Fe.Mn等金属离子对纸浆的颜色以及纸浆过氧化氢.氧气.臭氧漂白会产生不良影响，而且会促进漂剂分解。3):纸浆中的Ca.Mg粒子对稳定漂剂，保护碳水化合物有着一定的作用，但过量的金属离子又会使木素稳定，降低纸浆白度。4):原料中尤其是草类原料灰分中SiO2和Na2O反应后溶于黑夜（Na2SiO3是粘合剂）给碱回收造成许多困难，如结垢，粘度大，不易蒸煮，苛化液澄清等困难。
浅谈几种常见酶制剂的研究及其应用
浅谈几种常见酶制剂的研究及其应用酶是具有催化活性的蛋白质，它具有高效性、专一性、无毒副作用、不产生残留等特点。
酶广泛的存在于动物、植物以及微生物体内，是生物体维持正常的生理生化功能必不可少的成分。
家禽、家畜对饲料中营养物质的利用也是在消化道中各种酶的作用下将各种大分子的物质降解为易被吸收利用的小分子物质的。
酶制剂通常可粗略分成2大类：一类是内源性酶，与消化道分泌的消化酶相似，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等，直接消化水解饲料中的营养成分；另一类是外源性酶，它是消化道不能分泌的酶，如纤维素酶、果胶酶、半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶、戊聚糖酶（阿拉伯木聚糖酶）和植酸酶。
外源性酶不能直接消化水解大分子营养物质，而是水解饲料中的抗营养因子，间接促进营养物质的消化利用。
大量的试验研究表明，酶制剂主要参与机体内的以下活动：①参与细胞的降解，使酶与底物充分接触，促进营养成分的消化；②去除抗营养因子，改善消化机能；③补充(或激活)内源酶的不足，改进动物自身肠道酶的作用效果；④参与动物内分泌调节，影响血液中某些成分的变化；⑤水解非淀粉多糖（NSP），降解消化道内容物的黏度；⑥改变消化道内菌群的分布；⑦加强动物保健；⑧减少环境污染。
几种常见酶制剂的作用见表1。
1 蛋白酶蛋白酶是工业酶制剂中最重要的一类酶，约占全世界酶销售量的60％。
根据其作用机制和作用最适pH值，蛋白酶可分为酸性蛋白酶（pH值为2.5~3）、中性蛋白酶(pH值在7左右)、碱性蛋白酶(pH值在8左右)。
酸性蛋白酶用途十分广泛。
食品工业上用于啤酒、白葡萄酒的澄清和酱油的酿造；制革工业用于脱毛和皮革软化；医药工业用作消炎和助消化剂；饲料工业中多采用酸性和中性蛋白酶，以提高动物对蛋白质的水解效率，促进动物对饲料蛋白质的吸收效率。
1.1 酸性蛋白酶酸性蛋白酶分子量在35 000道尔顿左右。
酶分子活性中心有2个天冬酰氨残基，在已经进行过氨基酸序列分析的酸性蛋白酶分子中约有30％的区域是同系的。
甘蔗渣脱木素后半纤维素的分离与纯化
甘蔗渣脱木素后半纤维素的分离与纯化庞春生 林 鹿 陈 鹏 徐丽丽 杨 柳 徐晓峰(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,资源科学与工程系,广州510640)摘 要:通过对甘蔗渣采用不同方法脱除木素后,再用碱液抽提半纤维素。
结果表明,脱除木素后所得的粗半纤维素得率降低,纯度则上升,木素脱除率越高,纯度越高。
关键词:半纤维素;提取;脱木素中图分类号:TS71+.1 文献标识码:A 文章编号:1671-4571(2006)20120013204 半纤维素是植物中三大组份(纤维素、半纤维素和木素)之一,具有来源丰富,可再生等特点。
我国是一个农业大国,每年都产生大量的如麦、稻、玉米等秸杆和甘蔗渣等。
这些除了作为造纸工业用原料之外,还可以利用其中的组分,如半纤维素转化为能源或化工原料及其它如食品、医药等新型材料。
目前,进行此类的研究对于发展未来国民经济之急需,实现工农业可持续发展具有积极的意义。
对于植物中半纤维素的应用问题,无论在基础理论的研究中或在工艺理论的研究中,往往需要先把半纤维素分离出来。
由于植物纤维原料由多种组分构成,有些组分之间还有化学联接(比如半纤维素与木素之间就存在着化学键结合形成LCC结构),所以半纤维素的分离是比较复杂的[1]。
要完全分离出纯净的半纤维素也是很困难的。
很多研究都指出,植物纤维原料中部分木质素与部分碳水化合物(主要是半纤维素)间有化学键的联接,并形成木质素-碳水化合物复合体(LCC)。
研究表明,对于不同原料,LCC结构也不同[2],对含有聚戊糖的半纤维素如蔗渣、麦草半纤维素来说, LCC木质素是与阿拉伯糖基或木糖基组成的复合体[3]。
木质素与这些糖基之间是通过共价键形成复合体的。
原料的这种复合体,在半纤维素的提取过程中,会随着半纤维素的溶出而部分溶解出来,另一部分则继续以复合体的形式留在原抽提液中。
为了最大限度的提取半纤维素,并提高半纤维素的纯度,本文尝试先去除部分木素,使LCC结构中的木质素与半纤维素之间的共价键断裂,使木素与半纤维素的糖基断开,这样在半纤维素的溶出过程中就不会牵带着木素一起溶出了,从而提高半纤维素的纯度。
木聚糖酶及其应用
木聚糖酶及其应用姓名：程婷婷学号：20083768 班级：食品科学与工程专业08级本科2班摘要：木聚糖是一种多聚五碳糖，是植物半纤维素的主要成分，是仅次于纤维素的第二丰富的可再生资源。
木聚糖木聚糖结构复杂，完全降解需要多种酶的参与，其中β-1，4-内切木聚糖酶能够以内切方式作用于木聚糖主链产生不同长度的木寡糖和少量的木糖，是木聚糖降解酶系中最关键的酶。
木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,在食品、制浆造纸、饲料等行业上有着广阔的应用前景.本文主要从木聚糖酶的分类、特性及其应用等方面进行阐述。
关键词：木聚糖酶；分类；特性；应用木聚糖是以木吡喃糖为单位的由β-1， 4键连接的半纤维素，富含于阔叶树和大多数一年生植物体内，是一种重要的可再生资源，仅次于纤维素。
它多为异聚多糖，结构变化范围很大，从β-1，4糖苷键相连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。
目前，木聚糖酶主要由微生物生产，已报道能生产木聚糖酶的微生物有丝状真菌、细菌和链霉菌等。
微生物产生的木聚糖酶具有多样性，即常常产生不止一种类型的木聚糖酶，而且这些木聚糖酶的特性也存在差异。
木聚糖酶可广泛应用于食品、制浆造纸、饲料等行业。
1木聚糖酶的分类1.1木聚糖酶木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，主要包括三类:内切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和长链木寡糖，从β-1,4一木聚糖主链的内部切割木糖苷链，从而使木聚糖降解为木寡糖，其水解产物主要为木二糖与木二糖以上的寡聚木糖，也有少量的木糖和阿拉伯糖;外切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和木寡糖的非还原端，产物为木糖; β-木糖苷酶,该酶通过切割木寡糖末端而释放木糖残基[1]。
1.2根据所水解的木聚糖苷键类型木聚糖酶可分为β-1,4糖苷键木聚糖酶和β-1,3糖苷键木聚糖酶两类。
陆上植物的木聚糖酶均属β-1,4糖苷键木聚糖酶，而β-1,3糖苷键木聚糖酶大都存在于海藻及海洋生物中。
半纤维素酶的分类
Published online05October2008Nucleic Acids Research,2009,Vol.37,Database issue D233–D238doi:10.1093/nar/gkn663 The Carbohydrate-Active EnZymes database (CAZy):an expert resource for GlycogenomicsBrandi L.Cantarel,Pedro M.Coutinho,Corinne Rancurel,Thomas Bernard,Vincent Lombard and Bernard Henrissat*Architecture et Fonction des Macromole´cules Biologiques,UMR6098,CNRS,Universite´s Aix-Marseille I&II, 163Avenue de Luminy,13288Marseille,FranceReceived September15,2008;Accepted September19,2008ABSTRACTThe Carbohydrate-Active Enzyme(CAZy)database is a knowledge-based resource specialized in the enzymes that build and breakdown complex carbo-hydrates and glycoconjugates.As of September 2008,the database describes the present knowledge on113glycoside hydrolase,91glycosyltransferase, 19polysaccharide lyase,15carbohydrate esterase and52carbohydrate-binding module families. These families are created based on experimentally characterized proteins and are populated by sequences from public databases with significant similarity.Protein biochemical information is con-tinuously curated based on the available literature and structural information.Over6400proteins have assigned EC numbers and700proteins have a PDB structure.The classification(i)reflects the structural features of these enzymes better than their sole sub-strate specificity,(ii)helps to reveal the evolutionary relationships between these enzymes and(iii)pro-vides a convenient framework to understand mech-anistic properties.This resource has been available for over10years to the scientific community,contri-buting to information dissemination and providing a transversal nomenclature to glycobiologists.More recently,this resource has been used to improve the quality of functional predictions of a number genome projects by providing expert annotation. The CAZy resource resides at URL:http://www. /.INTRODUCTIONDue to the extreme variety of monosaccharide structures, to the variety intersugar linkages and to the fact that vir-tually all types of molecules can be glycosylated(from sugars themselves,to proteins,lipids,nucleic acids,antibiotics,etc.),the large variety of enzymes acting on these glycoconjugates,oligo-and polysaccharides probably constitute one of the most structurally diverse set of substrates on Earth.Collectively designated as Carbohydrate-Active enZymes(CAZymes),these enzymes build and breakdown complex carbohydrates and glyco-conjugates for a large body of biological roles(collectively studied under the term of Glycobiology).Therefore,CAZ-ymes have to perform their function usually with high specificity.Because carbohydrate diversity(1)exceeds by far the number of protein folds,CAZymes have evolved from a limited number of progenitors by acquiring novel specificities at substrate and product level.Such a dizzying array of substrates and enzymes makes CAZymes a partic-ularly challenging subject for experimental characteriza-tion and for functional annotation in genomes.Nearly20years ago,thefirst foundation for a family classification of CAZymes was seen in an effort that clas-sified cellulases into several distinct families based on amino-acid sequence similarity(2).Soon after,the family classification system based on protein sequence and structure similarities,was extended to all known gly-coside hydrolases(2–4),and subsequently extended to all CAZymes involved in the synthesis,degradation and mod-ification of glycoconjugates.The classification of CAZ-ymes has been made available on the web since September1998.Because based on amino-acid sequence similarities,these classifications correlate with enzyme mechanisms and protein fold more than enzyme specifi-city.Consequently,these families are used to conserva-tively classify proteins of uncharacterized function whose only known feature is sequence similarity to an experimen-tally characterized enzyme,avoiding overprediction of enzyme activities.At present,CAZy covers approximately300protein families in the following classes of enzyme activities: (1)Glycoside hydrolases(GHs),including glycosidasesand transglycosidases(3–5).These enzymes consti-tute113protein families that are responsible for*To whom correspondence should be addressed.Tel:+33491825587;Fax:+33491266720;Email:Bernard.Henrissat@afmb.univ-mrs.fr Correspondence may also be addressed to Pedro M.Coutinho.Email:Pedro.Coutinho@afmb.univ-mrs.frß2008The Author(s)This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(/licenses/ by-nc/2.0/uk/)which permits unrestricted non-commercial use,distribution,and reproduction in any medium,provided the original work is properly cited.the hydrolysis and/or transglycosylation of glycosidic bonds.GH-coding genes are abundant and present in the vast majority of genomes corresponding to almost half—presently about47%—of the enzymes classified in CAZy.Because of their widespread importance for biotechnological and biomedical app-lications,GHs constitute so far the best biochemi-cally characterized set of enzymes present in the CAZy database.(2)Glycosyltransferases(GTs).These are the enzymesresponsible for the biosynthesis of glycosidic bonds from phospho-activated sugar donors(6–8).They form over90sequence-based families and present in virtually every single organism and represent about41%of CAZy at present.(3)Polysaccharide lyases(PLs)cleave the glycosidicbonds of uronic acid-containing polysaccharides bya b-elimination mechanism(6).They are presentlyfound in19families in CAZy(7),corresponding to only about1.5%of CAZy content.Many PLs have biotechnological and biomedical applications and, despite their small overall number,they are among the CAZymes with the highest proportion of bio-chemically characterized examples present in the database.(4)Carbohydrate esterases(CEs).They remove ester-based modifications present in mono-,oligo-and polysaccharides and thereby facilitate the action of GHs on complex polysaccharides.Presently described in15families(7),CEs represent roughly 5%of CAZy entries.As the specificity barrier between carbohydrate esterases and other esterase activities is low,it is likely that the sequence-based classification incorporates some enzymes that may act on non-carbohydrate esters.(5)Carbohydrate-binding modules(CBMs).These areautonomously folding and functioning protein frag-ments that have no enzymatic activity per se but are known to potentiate the activity of many enzyme activities described above by targeting to and pro-moting a prolonged interaction with the substrate.CBMs are most often associated to the other carbo-hydrate-active enzyme catalytic modules in the same polypeptide and can target different substrate forms depending on different structural characteristics (9,10).However,occasionally they can be present in isolated or tandem forms not coupled with an enzyme.Roughly7%of CAZy entries contain at least one CBM module.CBMs are presently classi-fied in52families in CAZy(7).In addition to protein families that are well curated by the CAZy database,CAZymes are known to contain domains not acting on carbohydrates,including other enzymes—such as proteases,myosin motors or phospha-tases,etc.—and a variety of protein–protein or protein–cell wall binding domains—cohesins,SLHs,TPR,etc. The CAZy family classification system covers all taxo-nomic groups,and provides the ground for common nomenclature for CAZymes across different glycobiolo-gists(11,12)generally specialized only in some specific groups of organisms.Day-to-day inspection of new enzyme characterizations reported in the literature regu-larly led and continues to lead to the definition of new enzyme families.Significantly,the CAZy families,origin-ally created following hydrophobic cluster analysis in the 1990s from very limited number of sequences available (2–6)and later complemented by BLAST-and HMMer-based sequence similarity approaches,are globally surviv-ing the challenge of time in spite of a hundred-fold increase in the number of sequences.DATABASE CONTENTThe CAZy database contains information from(i) sequence annotations from publicly available sources, namely the NCBI,including taxonomical,sequence and reference information,(ii)family classification and (iii)known functional information.This data allow the exploration of an enzyme(CAZyme),all CAZymes in an organism or a CAZy protein family.The addition of new family members and the incorporation of biochemical information extracted from the literature are updated reg-ularly,following careful inspection.Newly released three-dimensional(3D)structures and genomes are analyzed as they are released by public databases.Daily update releases from GenBank form the bulk of sequence addi-tions to the database(8)are complemented by weekly PDB releases(13).Presently only genome released through these GenBank releases are analyzed regularly, whereas other genomes protein predictions are analyzed upon request as part of collaborative efforts(vide infra). Another feature of CAZy is that the number of families, the family-associated information and content are con-tinuously updated.When new families are created,old previously released genomes and sequence in public data-bases are reanalyzed to take the additional new family into account to ensure completeness in sequence description. Internally,curators include and maintain all referenced biochemical and other characterization data from the lit-erature and the analysis of full sets of protein sequences present in a single genome.Because of this continuous effort of data addition,new families are frequently added and reflect the advances in experimental character-ization of CAZymes.New families are exclusively created based on the availability of at least one biochemically-characterized member for which a sequence is available and the information published in peer-reviewed scientific literature.This sequence then serves as a seed for the family that is gradually extended with sequences that share statistically significant similarity.Only functional assignments based on experimental data are included in the CAZy database by the association of EC numbers to protein sequences.Therefore inferred functional assignments are not included.Experimental data are ideally a direct enzyme analysis,but also could include indirect evidence such as gene knockout experi-ments with extensive characterization.Because there is a shortage of EC numbers,relative to the number of func-tions characterized experimentally,some incomplete EC numbers such as3.2.1.-,2.4.1.-,2.4.2.-and2.4.99.-areD234Nucleic Acids Research,2009,Vol.37,Database issuealso included in the database.In addition,as the described functions in CAZy are only of enzymatic nature,addi-tional and complementary binding and inhibitory func-tions known to be associated with several CAZy proteins will be curated and explored in the near future. SEMI-AUTOMATIC MODULAR ASSIGNMENT Carbohydrate-active enzymes,can exhibit a modular structure(Figure1),where a module can be defined as a structural and functional unit(7,14).Each family in CAZy is dependent on the definition of a common segment in each full sequence that ultimately contains the catalytic or binding module.The definition of the limits within the sequence of the composing modules depends on available information derived from a combination of different approaches:(1)protein3D structures,(2)reported deletion studies and(3)protein-sequence analysis and comparisons.Different sequence comparison tools are used to define enzyme families,particularly gapped BLAST(9)and HMMER(10)using hidden markov models(HMMs) made from each family.All the sequences corresponding to the catalytic and binding of carbohydrate-active enzymes are excised from the full protein sequence and grouped in a BLAST library.Positive hits against this ‘high quality’library,are entered into the database by trained curators following manual check on a daily basis with a small number of sequences with high identity (>85%)ungapped alignments to previously examined sequences being entered automatically.A new layer dealing with the analysis of whole protein sets issued from genomes has been introduced recently. Modular annotation has been in fact applied to genome data released by the NCBI,with over750genomes ana-lyzed.Approximately1–3%of the proteins encoded by a typical genome correspond to CAZymes(10,11).In addi-tion to publicly released sequences,annotation of proteins in recently sequenced genomes prior to full release are regularly performed by the CAZy team in collaboration with scientists from all over the globe.MANUAL FUNCTIONAL ANALYSISAll too often,functional annotation methods employed during whole genome annotation are erroneous and lack consistent language(12,15).While sequence similarity to genes annotated by GO or best BLAST hits can be a good-starting point to assignment to pathways or possible general functions,such as serine/theonine kinase,many automatic functional assignments are unfortunately much more specific.This is particularly true in the case of CAZymes,since related families of the latter group together enzymes of widely differing specificity.The CAZy database employs practices that aim to elim-inate the problems with automatic annotation. Biochemical characterization of new proteins from the literature is used to create new protein families,to anno-tate their referring entries and to update family descrip-tions(6).These biochemical assignments are also employed to help the manual curator estimate the likely general functions and add descriptions that indicate which enzymatically characterized proteins are related to new sequences.Inclusion of reference data compiled by com-munities centered on model organisms is considered for the future.Bibliographic references are included in CAZy by a specific layer that includes over16000different bib-liographic references.These references were extracted automatically from individual accessions using ProFal (16)and about one-third was entered manually.When functional predictions are made,they arise from manual curation by examination of closely related sequences and when biochemical information is not avail-able,such as the case for many genome projects,very general functional tags are used to convey general func-tions of a family.Recently,we have begun further break-ing down families into subfamilies in the hope of grouping proteins by specificity using sequence similarity.This would allow us to give more insights into possible func-tions.This new classification can also give insights into conserved active sites and active site specificity,when com-paring biochemically characterized enzymes.Currently subfamily assignments are available publicly only for GH13(14),GH1,GH2and GH5(released with this pub-lication).This effort will be continued in the future with many more subfamilies being incorporated into the CAZy knowledge base in the future.Subfamilies identify sub-groups of sequences that are more homogeneous in their functional properties.Most identified subfamilies are monospecific.If polyspecific,the functional variability is low and typically limited to two or three EC activities. There,often the known subfamily functions often share a substrate or product.Furthermore,rational enzyme engineering may be used to switch the functions for several cases(data not shown).Subfamilies also open the door for further enzymatic characterization—a few subfamilies as still no known activity—or for the identification of mean-ingful targets for structural characterization.LARGE-SCALE ANALYSIS AND COLLABORATION Internal CAZy tools,such as our semi-automatic modular assignment presently allow the analysis of a larger number(a)(b)(c)(d)(e)(f)Figure 1.Examples of modular carbohydrate-active enzymes.(a)Cellobiohydrolase I from Hypocrea jecorina(SP P00725);(b)alginatelyase from Sphingomonas sp.A1(GB BAB03312.1);(c)xylanase fromCellulomonasfimi(GB CAA54145.1);(d)xylanase D/lichenasefrom Ruminococcusflavefaciens(GB CAB51934.1);(e)chitin synthasefrom Emericella nidulans(GB BAA21714.1);(f)cyclic b-1-3-glucansynthase from Bradyrhizobium japonicum(GB AAC62210.1).Nucleic Acids Research,2009,Vol.37,Database issue D235of sequences than a few years ago,making it possible to perform large-scale analyses,such as the annotation of CAZyme systems in genomes and metagenomic investiga-tions of the breakdown of complex carbohydrates.A typi-cal genome analysis begins with the assignment of protein models to one or several CAZy families(depending on the number of CAZy modules present within the sequence). This family assignment is then followed by the prediction of general functional classes using a manual examination of alignments to closely related sequences,taking care to identify the retention of active-site residues.Once a genome is categorized by family and functional classes, gene content analysis is utilized to give insights into how newly sequenced organisms might be similar or different from closely related species.Differences in genome con-tent,i.e.relative family size,might reflect the relative diversity or complexity of the inherent biological processes (17)and therefore,the biology of the compared species. For example,differences suggesting a more pronounced pectin metabolism in‘dicot’Arabidopsis versus‘monocot’rice have been noted(17)as well as expected differences in cell-wall metabolism between short-lived annual Arabidopsis versus long-lived poplar tree have been sug-gested(18).With the advent of a variety of post-genomic techniques,a new vision of the CAZymes as significant components of carbohydrate-based systems now emerges. Examples include:N-and O-glycosylation of proteins, starch metabolism,biosynthesis of the cell-wall and its subcomponents.Geisler-Lee et al.(19)have combined bioinformatics and transcriptome analysis of various poplar and Arabidopsis tissues and organs and have shown that CAZyme transcripts are particularly abundant in wood tissues.NEW FEATURESIn addition to a website facelift,the new CAZy website comes with a host of new features.Primarily,we are now offering users the ability to search the CAZy site for infor-mation by GenBank protein accession number,family or organism rather than navigate long static pages as prior to 12/31/2008(Figure2).To the new site we are also includ-ing,pages to describe new releases,new genomes and other new features.In addition,tools developed in the lab are available for interactive use.FUTURE TRENDSThe CAZy database is afluid database always changing and growing as additional data becomes available.ABFigure2.(A)Once a search is performed,such as for a protein accession(P00275),the resulting page indicates the modular families that compose that protein.(B)Upon clicking the resulting links provided in A,users are directed to a page about the family and gives a listing of all annotated members.D236Nucleic Acids Research,2009,Vol.37,Database issueIn the last 2years,the number of sequences in CAZY has nearly doubled and the number of available genomes is over 750.We believe this trend will continue in the coming years.Unfortunately,while sequencing is forever more rapid,progress in structural information and biochemical characterization is much slower.The number of biochem-ical data has grown only by 8%over the last 2years (Figure 3).This means that the gap is widening between available sequences and biochemically characterized enzymes,making better methods for high-throughput bio-chemical characterization advantageous.As started previously,we are actively pursuing the clas-sification of subfamilies within each family.This further level of classification is important for instance to identify key residues or motifs important to define specificity.Finally,we hope to offer soon a page to submit sequences for a sequence similarity search and keyword search on our website.AVAILABILITY ON THE WEBThe CAZy database is available at rmation about selected families is available throughthe website and at .Software from the group is available at /tools.FUNDINGThe authors wish to thank the Departement des Sciences de la Vie of CNRS for a 2-year funding grant to B.L.C.and Novozymes for a contract supporting V.L.Conflict of interest statement .P.M.C.is affiliated toUniversitede Provence (Aix-Marseille I)and B.H.and C.R.are members of CNRS.REFERENCESine,R.A.(1994)A calculation of all possible oligosaccharide isomers both branched and linear yields 1.05Â10(12)structures for a reducing hexasaccharide:the Isomer Barrier to development of single-method saccharide sequencing or synthesis systems.Glycobiology ,4,759–767.2.Henrissat,B.,Claeyssens,M.,Tomme,P.,Lemesle,L.andMornon,J.P.(1989)Cellulase families revealed by hydrophobic cluster analysis.Gene ,81,83–95.3.Henrissat,B.(1991)A classification of glycosyl hydrolasesbased on amino acid sequence similarities.Biochem.J.,280(Pt 2),309–316.4.Henrissat,B.and Bairoch,A.(1993)New families in theclassification of glycosyl hydrolases based on amino acid sequence similarities.Biochem.J.,293(Pt 3),781–788.5.Henrissat,B.and Bairoch,A.(1996)Updating the sequence-based classification of glycosyl hydrolases.Biochem.J.,316(Pt 2),695–696.6.Yip,V.L.and Withers,S.G.(2006)Breakdown of oligosaccharides by the process of elimination.Curr.Opin.Chem.Biol.,10,147–155.7.Coutinho,P.M.and Henrissat,B.(1999)Carbohydrate-active enzymes:an integrated database approach.In Gilbert,H.J.,Davies,G.,Henrissat,H.and Svensson,B.(eds),Recent Advances in Carbohydrate Bioengineering.The Royal Society of 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were characterized enzymatically and <1%had a solved structure.In 8years,the number of sequences has increased 14-fold,while the number of enzymatic and structural charac-terization has mearly doubled.Therefore,the porportion of proteins with functional and stuctural information is decreasing rapidly unless high throughput functional efforts are made in this category of enzymes.Nucleic Acids Research,2009,Vol.37,Database issue D237Conference on Software Engineering and Databases,Alicante,Spain, pp.747–756.17.Yokoyama,R.,Rose,J.K.and Nishitani,K.(2004)A surprisingdiversity and abundance of xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases in rice.Classification and expression analysis.Plant Physiol.,134,1088–1099.18.Tuskan,G.A.,Difazio,S.,Jansson,S.,Bohlmann,J.,Grigoriev,I.,Hellsten,U.,Putnam,N.,Ralph,S.,Rombauts,S.,Salamov,A.et al.(2006)The genome of black cottonwood,Populus trichocarpa(Torr.&Gray).Science(New York,NY), 313,1596–1604.19.Geisler-Lee,J.,Geisler,M.,Coutinho,P.M.,Segerman,B.,Nishikubo,N.,Takahashi,J.,Aspeborg,H.,Djerbi,S.,Master,E., Andersson-Gunneras,S.et al.(2006)Poplar carbohydrate-active enzymes.Gene identification and expression analyses.Plant Physiol.,140,946–962.D238Nucleic Acids Research,2009,Vol.37,Database issue。
综合讲解纤维素酶
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筛 选高产菌，包括随机诱变和有目标诱变，其主要 策略是： 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，或筛选 2-deoxyglucose 抗 性。 2、提高酶的胞外分泌性，如筛选对细胞壁合成抑制 作用的化学物质抗性菌株 3、筛选β -葡萄糖苷酶高产菌株，设计βglucosidase作用的有色底物，获得解除分解代谢 阻遏高产突变株。
羧甲基纤维素钠酶活（CMCase）的测 定
（以CMC为酶反应底物，主要测定内切酶活性） • 取适当稀释的酶液0.5ml于20ml试管中，放入 50℃水浴中预热2-3，加入2 ml 1%CMC溶液（用 pH4.8 0.1M Hac-NaAc缓冲液配制），立即计时， 50℃反应30min后，加入3ml DNS溶液终止反应， 沸水浴煮5min，冷却至室温后，加入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。以去离子水代替酶液，同上操作， 为参比（OD=0）
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 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： 霉菌类： 康氏木霉(Trichoderma koningii) 绿色木霉（ Trichoderma viride) 里氏木霉（ Trichoderma reesei ） 腐殖菌（Humicola insolens） 黑曲霉(Aspergillus niger) 斜卧青霉(Penicillium decumbens)、 解纤维顶孢霉(Acremonium cellulolyticus)等。
植物纤 维素的高聚 合度、毛细 管结构、本 质素和半纤 维素所形成 的保护层及 其超分子结 构中具有高 结晶度 (crystallin ity index) 的结晶区存
木糖醇酶的机理与应用_酶学课程论文
木糖醇酶的机理与应用【中文摘要】木聚糖是半纤维素的一种重要组成成分，广泛存在于各种植物资源中。
木聚糖酶是木聚糖的水解酶，它在食品、饲料、造纸等工业上有着非常广泛的应用。
本研究就木聚糖酶在食品中的应用范围、作用特点及其机理进行了简要的阐述。
【1】【关键词】木聚糖；木聚糖酶；应用半纤维素在自然界中的含量占植物干重的35％_l J，是一种极其重要的可再生资源，仅次于纤维素。
木聚糖是植物半纤维素的重要组成部分，它存在于陆生植物的细胞壁中以及植物体的几乎所有部位。
木聚糖的结构变化范围很大，从仅由B．糖苷键连接的多聚木糖线性分子到具有高度分枝的异质多糖等多种结构，通常的木聚糖都含有2—4种不同的糖单体，包括85％～89％的D一木糖残基、少量的L．阿拉伯糖残基及微量的葡萄糖醛酸残基 J。
所有这些侧链糖均由一糖苷键连接，木聚糖酶就是作用于这些糖苷键的酶类。
一、作用机理木聚糖酶是一类可以将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶，主要有三种：内切B一1，4．木聚糖酶(EC3．2．1．8)、外切p·1，4-木聚糖酶(EC3．2．1．92)和B一木糖苷酶(EC3．2．1．37) 。
木聚糖酶从动物、植物、微生物中均可获得，以微生物为主。
现在已知的能够产生木聚糖酶的微生物包括：细菌、曲霉和木霉等。
由于大多数木聚糖是一种结构复杂的具有高度分枝的异质多糖，含有许多不同的取代基，因而木聚糖的生物降解需要一个复杂的酶系统，其中多种组分通过相互协同作用来降解木聚糖，所以木聚糖酶是一组酶，而非一种酶。
有报道认为，木聚糖酶降解木聚糖的催化机理为广义上的酸碱催化，Elizabeth等人对来源于Bacillus pumilus的木聚糖酶的空间结构进行分析，发现该酶的分子有两个结构域组成，两个结构域之间有一个长3 nm宽1．5 nm的间隙，间隙内完全可容纳直径为1．1 nm的木聚糖分子进入，谷氨酸、天冬氨酸等起催化作用的酸性氨基酸残基就分布在这个间隙内。
纤维素CMC酶、FPA酶和半纤维素酶测定
纤维素CMC酶、FPA酶和半纤维素酶测定1.纤维素CMC酶1.0标题用3.5一二硝基水杨酸法测定纤维素CMC酶活性单位。
2.0范围生产分析和质量控制部门适用。
3.0原理纤维素CMC酶（EC3.2.1.4）水解羧基纤维素分子中β－1.4葡萄糖苷键,释放出的还原糖(以葡萄糖计)与3.5二硝基水杨酸(DNS)反应,产生颜色变化,这种颜色变化与释放还原糖(以葡萄糖计)的量成正比关系,即与酶样品中的酶活性成正比。
通过在550nm的光吸收值查对标准曲线(以葡萄糖为标准物)可以确定还原糖产生的量,从而确定出酶的活力单位。
4.0试剂4.1无水醋酸钠(分析纯)4.2冰醋酸(分析纯)4.3 3.5－二硝基水杨酸4.4无水葡萄糖4.5四水酒石酸钾钠(分析纯)4.6氢氧化钠(分析纯)4.7重蒸苯酚(分析纯)4.8无水亚硫酸钠(分析纯)4.9叠氮化钠(分析纯)4.10羧甲基纤维素钠5.0仪器5.1水浴锅(恒温)50±1℃5.2电热干燥箱80±1℃5.3 722型分光光度机计5.4分析天平感量0.1㎎5.5一级玻璃制品5.6电冰箱6．0试剂的准备6．1乙酸－乙酸钠缓冲溶液（PH=4.8）溶液A：量取冰醋酸6ml，定容至1000ml，制成0.1M醋酸钠溶液。
溶液B：称取8.2g醋酸钠，溶解后容至1000ml，制成0.1M醋酸钠溶液。
以A：B=4：6的比例混合，低温冷藏备用。
6.2 DNS试剂:溶液A:称分析纯NaOH 104g溶于1300ml水中,加入30g分析纯3.5一二硝基水杨酸。
溶液B:称分析纯酒石酸钾钠910g，溶于2500ml热水中，再称取25g重蒸苯酚和25g无水亚硫酸钠加入酒石酸钾钠溶液。
将A、B溶液混合，定容至5000ml，贮存于棕色瓶中，暗处放置一星期后可使用。
6.3 CMC溶液：用羧甲基纤维素钠（CMC）以PH4.8醋酸缓冲液配成1%的溶液。
7．0标准曲线制作：7.1无水葡萄糖80℃烘干至恒重。
第三章 半纤维素
1.0 1.9 2.4 5.7 5.2
9.3 4.5 9.0 13.1 9.0
吡喃式醛糖配糖化D－吡 喃式葡萄糖配 糖化物
K×104/min-1
醛糖配糖化物
甲基-α-D－吡 喃式半乳糖配 糖化物
K×104/min-1
2.5
2.3
甲基-β- D－吡 喃式葡萄糖配 糖化物 甲基-α- D－吡 喃式甘露糖配 糖化物
聚木糖葡萄糖类
3.2.3.3禾本科植物的主要半纤维素的类型及化学结构
主要是聚木糖，但种类不同，所含的聚木糖分子特性不同。 西班牙草：由木糖基构成的线状均一的聚木糖。 热带草：高分枝度的聚木糖。 禾草类：聚阿拉伯糖－4－O－甲基葡萄糖醛酸木糖。
1. 麦草 麦草中的半纤维素主要是聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖
甲基吡喃式己糖配糖化物与甲基吡喃式戊糖配糖化物的酸性水解
醛糖配糖化物 甲基-α-D－葡萄糖配 糖化物 甲基-β- D－葡萄糖配 糖化物 甲基-α- D－甘露糖配 糖化物 甲基-β- D－甘露糖配 糖化物 甲基-α- D－半乳糖配 糖化物 相对速率 醛糖配糖化物 甲基- β-D－半乳糖配 糖化物 甲基- α- D－木糖配 糖化物 甲基-β- D－木糖配糖 化物 甲基- α- L－阿拉伯 糖配糖化物 甲基-β- L－阿拉伯糖 配糖化物 相对速率
3、呋喃式配糖化物中，C1与C2称反构型者＞ 顺式同分异构体 4、甲基α -与β -吡喃式葡萄糖醛酸配糖化物＞ 呋喃式配糖化物
剥皮反应
在较温和的碱性条件下，半纤维素会发生剥皮反 应，从糖的还原性末端基开始逐个进行。 半纤维素的碱性剥皮反应进行到一定程度也会终 止，其终止反应与纤维素一样，也是还原性末端 基转化成偏变糖酸基。
半纤维素水解酶
半纤维素水解酶
简介
半纤维素酶是一个复杂的酶系统，包括木聚糖酶、聚乳酸酶等。
半纤维素酶的研究早在20世纪60年代就开始了，从不同来源的微生物中已经分离出了大量不同类型和功能的半纤维素酶。
应用
半纤维素酶可用作酶制剂，主要用于加工谷物和蔬菜，与果胶酶结合可澄清柑橘类果汁。
用于处理咖啡豆，可以增加咖啡的提取率；处理大豆可以提高其消化性。
生产方法
由黑曲菌 (Aspergillus nigervar.Tieghem)的培养抽提液，经交联葡聚糖凝胶(G-75 Sephadex)的层析柱精制而得。
此外，枯草杆菌、青霉菌、米曲霉等亦能产生半纤维素酶。
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一种植物往往含有几种糖基构成的半纤维素，由于半纤维素是植物细胞壁的重要组成部分，因此能使构成植物细胞壁的多糖类水解的酶类就是半纤维素酶。
很多人对于它的成分十分好奇，来给您详细介绍一下。
作为分解半纤维素的酶, 主要包含木聚糖酶，葡聚糖酶，甘露聚糖酶等酶活的复合酶类，组成半纤维素酶的来源和性质不同，来分别介绍一下：
①木聚糖酶可由多种微生物分泌产生，分子量大小为8～145 ku。
通常分子量较小的木聚糖酶（<30 ku）为碱性木聚糖酶，分子量较大的木聚糖酶（>30 ku）为酸性木聚糖酶。
木聚糖酶的研究主要集中在细菌木聚糖酶。
②甘露聚糖酶与木聚糖酶类似，也可由多种生物分泌，这些生物包括Littorina brevicula（一种低等海洋动物）、魔芋（天南星科植物）、豆角类植物、微生物等。
不同来源的β-甘露聚糖酶底物特异性、蛋白一级结构、基因序列及酶学性质都有一定差异。
研究较多的β-甘露聚糖酶来源于木霉、酵母、曲霉（黑曲霉和黄曲霉）、芽胞杆菌（枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌）、弧菌、假单细
菌、嗜热杆菌、链霉菌等。
半纤维素酶是一种降解植物细胞壁聚合物半纤维素的酶。
这种聚合物负责给细胞壁成分提高交叉连接以便于增加硬度。
半纤维素的复杂性意味着它有不同类型的半纤维素酶。
不同类型的酶在生物技术领域有不同应用，特别是在食品科学方面用途更广泛。
这种酶经常用于结合其它降解植物细胞壁或淀粉的酶。
由于有半纤维素酶的协调作用，才能把半纤维素分解为小分子多糖或者单糖，因此被广泛用于畜牧、食品以及造成行业。