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  • 纤维素酶的性质及作用机理详解
  • 点击次数:844 发布时间:【2014-12-20】
  •      纤维素酶分子的大小因来源不同而不尽相同,三大类酶分子量一般在23Kda~146Kda之间。多数真菌和少数细菌的纤维素酶都受糖基化,糖基与蛋白之间以共价键结合,或呈可解离的络合状态。糖基化作用在一定程度上保护酶免受蛋白酶的水解,而纤维素酶正是由于糖基化,使其所含碳水化合物的比率在不同酶之间发生差异,导致酶的多形式和分子量的差别。通过比较分析,人们发现许多不同纤维素酶间表现出一定的同源性,且纤维素酶分子普遍具有类似的结构。由球状的催化结构域(CD)、连接桥和纤维素结合结构域(CBD)三部分组成。
     
    1、连接桥,可能是保持CD和CBD之间的距离,也可能有助于不同酶分子间形成较为稳定的聚集体;
     
    2、纤维素结合结构域,它对酶的催化活力是非必需的,但它执行调节酶对可溶性和非可溶性底物专一性活力的作用,其结合纤维素的作用机理目前尚不十分清楚;
     
    3、催化结构域,它体现酶的催化活性及对特定水溶性底物的特异性。尽管不同来源纤维素酶的分子量大小差别很大,但它们催化区的大小却基本一致。
     
        研究表明,EG和CBH能引起纤维素的分散和脱纤化。纤维素酶通过打乱纤维素的结晶结构,使其变形,深入纤维素分子界面之间,从而使纤维素孔壁、腔壁和微型隙壁的压力增大,水分子的介入又使纤维素分子之间的氢键被破坏,产生部分可溶性的微结晶,利于进一步被降解。
     
    (1)对纤维素分子的吸附作用:纤维素酶对纤维素的降解,一般首先吸附到纤维素上,但并不是吸附的越好催化效果约好。纤维素酶的吸附不仅与酶本身性质有关,也与底物的特性密切相关。其吸附能力大小与酶的含糖量和疏水性均有关联。此外,纤维素酶的吸附机理并未弄清,仍需做进一步研究。
     
    (2)单一纤维素酶的作用机制:纤维素酶的断键机理遵循双置换机制。即作用部分的两个色氨酸参与基质结合,而处在将被裂解的键及相邻一个非离子化的甘氨酸和一个离子化的谷氨酸残基参与催化作用。这些残基被非极性化的侧链围绕,以促进质子转移,打断N一乙酰粘质酸一N一乙酰氨基葡萄糖酸。谷氨酸位于细菌和真菌CBH、EG和葡萄糖苷酶的催化位点已被人们证实,也有的纤维素酶中天门冬氨酸、组氨酸和精氨酸位于催化位点参与催化反应。(3)纤维素酶的协同降解机制三大类纤维素酶的作用存在协同作用。通常情况下,外切酶作用于不溶性纤维表面,使形成结晶结构的纤维素长分子链开裂,长链分子末端部分发生游离,从而使纤维素易于水化;内切酶则作用于经外切酶活化的纤维素的13—1、4糖苷键,产生纤维二糖、三糖等短链低聚糖,13一葡聚糖苷酶再将纤维二糖、三糖等分解成葡萄糖。必须指出,该协同降解机制中各酶的作用不是的,而且功能也不是简单固定的。
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