论文题目: 重组内切纤维素酶酶学性能及其应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 林产化学加工工程
作者: 吴淑芳
导师: 李忠正,丁少军
关键词: 内切纤维素酶,重组,纤维素吸附区,脱墨,生物石洗
文献来源: 南京林业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 以往对纤维素酶结构及功能研究的出发点主要致力于提高纤维素酶对生物质的降解能力,这需要多组分纤维素酶的协同作用。近年来,纤维素酶在植物纤维改性中的应用受到关注。大量研究结果表明,内切型纤维素酶在植物纤维酶法改性中起着关键作用。由于天然纤维素酶来源广泛,组分复杂,其分离纯化相当困难,使单一组分酶的应用受到一定的限制。内切型纤维素酶EGI是用基因工程方法得到的重组酶,其活性高,纯度高,最适pH为7.5,加之其制备方便,在植物纤维改性中有很好的应用前景。EGI最终的高效应用尚需作进一步的基础研究。 本研究即从构建无纤维素吸附区的内切纤维素酶EGI-CD着手,通过对EGI和EGI-CD酶对不同性质的底物吸附及水解性能的比较,讨论了EGI不溶性纤维素在底物上的吸附性能及其对水解的影响,以及纤维素吸附区(CBD)在EGI对植物纤维水解及改性中的作用。 研究主要得到了以下结果: 1.利用基因工程方法成功构建了无纤维素吸附区的内切纤维素酶EGI-CD,为研究纤维素吸附区(CBD)对EGI酶的吸附性能和底物特异性的影响提供了条件。 2.纤维素酶在不溶性纤维素底物上的吸附因底物结构的不同而异。吸附平衡时,EGI或EGI-CD对磷酸润胀纤维素、滤纸和微晶纤维素的吸附率分别为64.2%、43.5%、33.6%或38.8%、14.5%和0,因此CBD的去除影响酶在不溶性纤维素底物上的吸附,并且底物结晶度高则影响大。这一结果为EGI酶在基因水平上的改造指出了方向。 3.EGI对于不溶性纤维素底物的水解能力主要取决于酶在底物上的吸附程度。CBD的吸附不仅提供了酶与底物接触的机会,CBD本身也会使纤维发生变化,尽管这种变化不会导致底物水解,但对催化域的水解具有促进作用。 4.一定量的内切纤维素酶EGI在较短的时间内即可水解底物产生还原糖,但随着时间的延长,其产生的还原糖量趋于稳定,反映了EGI酶仅作用于纤维表面,具有植物纤维改性所需要的酶的特性。 5.EGI酶可明显提高混合办公废纸的油墨脱出率。脱墨前采用NaOH预处理可使油墨脱出率达到90%以上。靛蓝牛仔织物经EGI处理后后织物表面雪花点增多、立体感增强、色光好,并且对强度没有明显的损伤。
论文目录:
前言
1． 课题研究的背景及意义
2． 课题拟解决的问题及研究目的
3． 本论文主要研究内容
4． 本论文的主要创新点
第一章 文献综述
1．1 纤维素的结构
1．2 降解纤维素的微生物
1．2．1 细菌
1．2．2 真菌
1．3 纤维素酶及其研究进展
1．3．1 纤维素酶体系及其协同作用
1．3．2 纤维素酶的结构与功能
1．3．3 纤维素酶的底物专一性
1．4 纤维素酶的分子生物学研究
1．5 纤维素酶在造纸工业中的应用
1．5．1 改善浆料性能
1．5．2 用于废纸脱墨
1．6 纤维素酶在纺织工业中的应用
1．6．1 生物洗涤
1．6．2 生物抛光
1．6．3 Lyocell的去纤维化作用
第二章 草菇EGI—CD基因重组表达载体的构建及其在毕赤酵母中的表达
2．1 前言
2．2 材料与方法
2．2．1 材料
2．2．2 培养基
2．2．3 毕赤酵母重组表达载体的构建及鉴定
2．2．4 酵母的电击转化及筛选
2．2．5 从含有eg1和eg1—cd基因的重组酵母细胞中分离DNA
2．2．6 DNA琼脂糖凝胶电泳
2．2．7 重组毕赤酵母工程菌株的诱导表达
2．2．8 EGI和EGI—CD酶蛋白的SDS—PAGE凝胶电泳
2．2．9 纤维素酶活性的测定
2．3 结果与讨论
2．3．1 含有eg1—cd基因的酵母表达载体的构建
2．3．2 酵母的电击转化及重组酵母表达产物的分析
2．3．3 阳性菌株产酶进程的研究
2．4 结论
第三章 EGI酶的吸附性能研究
3．1 前言
3．2 材料与方法
3．2．1 纤维素原料
3．2．2 EGI和EGI—CD酶的培养
3．2．3 酶的纯化
3．2．4 酶活测定
3．2．5 吸附实验
3．2．6 扫描电镜分析纤维形态
3．2．7 红外光谱分析
3．3 结果与讨论
3．3．1 酶的纯化
3．3．2 内切纤维素酶EGI和EGI—CD对不同纤维素底物的吸附性能
3．3．3 酶吸附前后滤纸的红外光谱及扫描电镜分析
3．4 结论
第四章 EGI和EGI—CD的底物特异性
4．1 前言
4．2 材料和方法
4．2．1 材料
4．2．2 酶的培养及纯化
4．2．3 底物特异性
4．2．4 扫描电镜分析
4．3 结果与讨论
4．3．1 EGI和EGI—CD的底物特异性
4．3．2 反应时间对内切酶降解不溶性底物的影响
4．3．3 EGI和EGI—CD作用后滤纸纤维的形态变化
4．4 结论
第五章 EGI用于混合办公废纸(MOW)脱墨的研究
5．1 前言
5．2 材料与方法
5．2．1 原料
5．2．2 实验方法
5．3 结果与讨论
5．3．1 内切纤维素酶EGI用于MOW脱墨的条件的优选
5．3．2 EGI和EGI—CD脱墨效果的比较
5．3．3 碱预处理对EGI脱墨效果的影响
5．3．4 灰分对EGI酶脱墨影响
5．4 结论
第六章 EGI用于靛蓝牛仔织物生物石洗研究
6．1 前言
6．2 材料与方法
6．2．1 材料
6．2．2 靛蓝牛仔织物的纤维素酶处理
6．2．3 减量率的计算
6．2．4 酶处理液吸光值测定
6．2．5 织物断裂强度测定
6．3 结果与讨论
6．3．1 牛仔布内切纤维素酶EGI酶洗效果的评价
6．3．2 牛仔布内切纤维素酶EGI酶洗工艺条件的确定
6．3．3 机械搅拌水平对酶洗效果的影响
6．3．4 EGI与EGI—CD酶洗效果的比较
6．3．5 EGI酶洗后织物表面的返旧效果及对织物强度的影响
6．4 结论
总结
博士期间第一作者发表的文章
参考文献
发布时间: 2005-12-30
参考文献
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