隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的日益緊張,尋求一種環(huán)境友好、可持續(xù)和充足的替代能源變得越來越重要。以木質(zhì)纖維素生物質(zhì)為原料,發(fā)酵生產(chǎn)生物燃料和其他生物材料的研究得到了越來越廣泛的關(guān)注,而生物酶法高效降解木質(zhì)纖維素是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的研究熱點(diǎn)。添加表面活性劑（SF）可顯著提高纖維素的酶解效率和轉(zhuǎn)化率,但仍受到諸多因素的影響。綜述了表面活性劑提升纖維素酶水解能力的研究現(xiàn)狀,歸納了其種類與濃度、纖維素酶的來源與組成以及底物結(jié)構(gòu)和水解條件對(duì)表面活性劑作用效果產(chǎn)生的影響,并從其對(duì)酶的吸附性質(zhì)、酶的穩(wěn)定性與活性、底物表面結(jié)構(gòu)的影響等方面分析了表面活性劑提高纖維素的酶水解率和轉(zhuǎn)化率的作用機(jī)制。并針對(duì)目前的研究現(xiàn)狀,對(duì)今后應(yīng)重點(diǎn)研究的方向進(jìn)行了展望,即深入探究SF、纖維素酶與底物三者之間的分子作用力在穩(wěn)定纖維素酶活性、改變酶吸附性質(zhì)以及底物表面性質(zhì)等方面發(fā)揮的作用,旨在為木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的酶解轉(zhuǎn)化研究提供理論借鑒。 

【文章來源】：生物技術(shù)通報(bào). 2019,35(09)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

表面活性劑抑制木質(zhì)素對(duì)纖維素酶無效吸附的機(jī)理

2019,35(9)15張家順等：表面活性劑對(duì)纖維素酶解的影響及機(jī)理水性的物質(zhì)，木質(zhì)素的存在會(huì)影響木質(zhì)纖維素的疏水性質(zhì)，即影響纖維素酶的吸附與脫吸附性能。纖維素酶的吸附分為兩種：特異性吸附和非特異性吸附。特異性吸附是由纖維素酶中的結(jié)合域（Cellulosebindingdomain，CBD）完成的，并能將纖維素鏈送到纖維素酶催化域（Catalysedomain，CD）中進(jìn)行催化酶解；而非特異性吸附是酶與底物之間的相互作用造成的，如氫鍵、靜電作用和疏水相互作用等，不參與酶解反應(yīng)，即為無效吸附［38-39］。有研究表明木質(zhì)纖維素對(duì)酶的無效吸附是導(dǎo)致水解率不高的重要原因之一。Jiang等［40］研究了非離型SFTween-80對(duì)纖維素酶在模型木質(zhì)素底物上吸附的影圖2表面活性劑抑制纖維素對(duì)纖維素酶無效吸附的機(jī)理圖3表面活性劑在防止纖維素酶失活中的作用機(jī)理圖4表面活性劑增強(qiáng)纖維素酶對(duì)纖維素的可及度

2019,35(9)15張家順等：表面活性劑對(duì)纖維素酶解的影響及機(jī)理水性的物質(zhì)，木質(zhì)素的存在會(huì)影響木質(zhì)纖維素的疏水性質(zhì)，即影響纖維素酶的吸附與脫吸附性能。纖維素酶的吸附分為兩種：特異性吸附和非特異性吸附。特異性吸附是由纖維素酶中的結(jié)合域（Cellulosebindingdomain，CBD）完成的，并能將纖維素鏈送到纖維素酶催化域（Catalysedomain，CD）中進(jìn)行催化酶解；而非特異性吸附是酶與底物之間的相互作用造成的，如氫鍵、靜電作用和疏水相互作用等，不參與酶解反應(yīng)，即為無效吸附［38-39］。有研究表明木質(zhì)纖維素對(duì)酶的無效吸附是導(dǎo)致水解率不高的重要原因之一。Jiang等［40］研究了非離型SFTween-80對(duì)纖維素酶在模型木質(zhì)素底物上吸附的影圖2表面活性劑抑制纖維素對(duì)纖維素酶無效吸附的機(jī)理圖3表面活性劑在防止纖維素酶失活中的作用機(jī)理圖4表面活性劑增強(qiáng)纖維素酶對(duì)纖維素的可及度


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