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《植物细胞壁蛋白与木质纤维素酶解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第19卷第7P8期化 学 进 展Vol.19No.7P82007年8月PROGRESSINCHEMISTRYAug.,20073植物细胞壁蛋白与木质纤维素酶解33韩业君 陈洪章(中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室 北京100080)摘 要 木质纤维素是生产生物能源和材料的重要原料。木质纤维素具有高度复杂的结构,其酶解效率除了受自身的凝聚态结构影响外,还受到细胞壁自身组分的影响。本文综述了植物细胞壁中主要蛋白的特征及其与木质纤维素酶解的关系。从植物自身细胞壁蛋白活性出发来研究木质纤维素的酶解,为研究其酶解机制和高效酶解方法提供了新思路。关键词 木质纤维
2、素 纤维素酶 细胞壁蛋白 酶解 协同作用中图分类号:TK6;S21612;TQ35文献标识码:A文章编号:10052281X(2007)07P821153206PlantCellWallProteins&EnzymaticHydrolysisofLignocellulose33HanYejunChenHongzhang(NationalKeyLaboratoryofBiochemicalEngineering,InstituteofProcessEngineering,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080,China)Ab
3、stractLignocelluloseisakeyfeedstockforproductionofbioenergyandbiobasedproducts.Thestructureoflignocelluloseishighlycomplicated.Theenzymaticefficiencyoflignocelluloseisinfluencedbythecongregatedstructureandcomponentsofwhich.Themaincellwallproteinsofplantandthepotentialeffectsonenzymat
4、ichydrolysisoflignocellulosearereviewed.Studyoftheenzymatichydrolysisoflignocellulosefromtheactivitiesofplantcellwallproteinsaffordsnewinsighttoinvestigatethemechanismsofenzymatichydrolysisandefficienthydrolysisways.Keywordslignocellulose;cellulase;cellwallproteins;enzymatichydrolysi
5、s;synergism围。木质纤维素的这种结构,使其具有抵抗化学、酶1 引言和生物降解等外界作用的特点。因此,可接近性低[7—9]纤维素是由吡喃葡萄糖通过β2(1→4)2糖苷键是木质纤维素酶解的主要限制因素。连接而成的生物高聚物,也是自然界中最丰富的可为了提高酶解效率,通常利用预处理来减少木[1,2][10—13]再生资源。纤维素降解产生的葡萄糖,能够通质纤维素的结晶度和提高可接及性。然而预过发酵转变成生物能源和生物材料。尽管对纤维素处理时常用到强化学试剂和极端条件,底物成分常的酶解进行了广泛的研究,但酶解糖化率仍然较常会因此发生不必要的性质变化,例如蛋白质变[
6、3—5][14—16]低。性等。天然纤维素主要由微纤维组成,其中的单链多在木质纤维素酶解中,纤维素酶主要来自真菌糖通过分子间、分子内的氢键和范德华力形成了致和细菌等微生物。从基因组学角度分析,植物细胞[6]密的结构,纤维素也因此具有了强大的抗拉伸能壁中含有上百种蛋白质,最多可能占细胞壁干重的力和低的可及性。在天然木质纤维素中,纤维素进10%。细胞壁蛋白主要包括结构蛋白和酶蛋白,其[17]一步被木质素、半纤维素、胶质和蛋白质等组分包成分和含量在植物的不同生长阶段会发生变化。收稿:2007年5月3国家重点基础研究发展规划(973)项目(No.2004CB719700
7、)资助33通讯联系人 e2mail:hzchen@home.ipe.ac.cn·1154·化 学 进 展第19卷[24,25]从植物生理角度考虑,酶蛋白参与了细胞壁结构形大量表达;在植物生长过程中也有该酶存在。成、代谢、生长、信号传导、对外界刺激的响应以及其目前发现的β21,42葡聚糖内切酶大都属于糖基水解[18]它一些生理过程。细胞壁蛋白与细胞壁通过氢酶第9家族,例如在番茄果实中发现的5种β21,42键、静电、疏水作用、范德华力和电价键等作用紧密葡聚糖内切酶。结合在一起。某些细胞壁蛋白,例如木聚糖转糖苷2111112β21→32葡聚糖内切酶(β21→32D2酶
8、、扩张蛋白、合成和水解酶
