本文主要研究内容
作者辛东林（2019）在《甘露聚糖对纤维素酶水解的抑制及其缓解方法研究》一文中研究指出：目前纤维素酶的成本过高是限制燃料乙醇工业化生产的主要因素之一,因而如何提高纤维素酶水解效率,降低纤维素酶用量是当前燃料乙醇生产领域的研究热点。在木质纤维原料中,半纤维素会覆盖在纤维素表面形成物理屏障,降低纤维素酶对纤维素的可及性。为克服该屏障作用,原料中的半纤维素需要转化为游离态或者是被水解为可溶性的糖。研究表明游离态的木聚糖(阔叶材和禾本科中半纤维素的主要成分)及其水解产物对纤维素水解有强烈的抑制作用,但是游离态的甘露聚糖(针叶材中半纤维素的主要成分)及其水解产物对纤维素水解效率的影响还尚不清楚。因而本文围绕游离态的甘露聚糖及其水解产物对纤维素酶水解纤维素的影响开展系统研究,探究了甘露聚糖及其水解产物抑制纤维素水解的机制,并在深入了解其抑制机制的基础上探究了缓解甘露聚糖及其水解产物抑制纤维素水解的有效措施,以期为开发水解得率高、酶制剂使用量少的高效酶水解技术提供理论依据。主要研究内容和结果如下:首先考察了不同种类的甘露聚糖(直链甘露聚糖、低分子量半乳甘露聚糖以及高分子量半乳甘露聚糖)对纤维素水解效率的影响,并探究了甘露聚糖结构特性包括分子量和半乳糖取代基等对甘露聚糖抑制纤维素水解的影响。研究结果显示,这三种甘露聚糖均会抑制纤维素水解,在纤维素酶水解微晶纤维素Avicel的体系中分别添加2.5mg/mL直链甘露聚糖、高分子量半乳甘露聚糖以及低分子量半乳甘露聚糖后,Avicel酶解得率降低了13.75%-39.10%。甘露聚糖对纤维素水解的抑制作用与甘露聚糖的结构特性密切相关,高分子量的甘露聚糖对纤维素水解的抑制作用强于低分子量甘露聚糖的抑制作用,而半乳糖基支链的存在会使甘露聚糖对纤维素水解的抑制作用能力减弱。探究了甘露聚糖对单一纤维素酶组分(内切葡聚糖酶Cel5A、外切葡聚糖酶Cel6A和Cel7A以及β-葡萄糖苷酶Cel3A)酶促反应动力学的影响,揭示了甘露聚糖抑制纤维素水解的机制。通过探究甘露聚糖对单一纤维素酶组分水解能力的影响,发现甘露聚糖对Cel5A、Cel6A和Cel7A的水解能力有强烈的抑制作用,但是对Cel3A的水解能力没有影响。动力学试验结果表明甘露聚糖会占据Cel7A的活性位点,从而竞争性的抑制Cel7A的活力,其中高分子量半乳甘露聚糖对Cel7A活力的抑制作用最强(抑制常数K_i为0.43 mg/mL),低分子量半乳甘露聚糖的抑制作用次之(抑制常数K_i为0.47mg/mL),直链甘露聚糖的抑制作用最弱(抑制常数K_i为0.50 mg/mL)。研究了甘露聚糖水解产物(甘露低聚糖、甘露糖和半乳糖)对纤维素水解效率的影响。研究结果显示,甘露低聚糖、甘露糖和半乳糖也会抑制纤维素水解效率,其中甘露低聚糖抑制纤维素水解的能力最强,其次是半乳糖,再次是甘露糖。在纤维素酶水解Avicel的体系中分别添加等量的(5 mg/mL)甘露低聚糖、半乳糖和甘露糖后,Avicel酶解得率分别降低了12.70%、4.23%和3.97%。进一步探究甘露低聚糖结构特性包括链长和半乳糖取代基等对甘露低聚糖抑制纤维素水解的影响可知,甘露低聚糖对纤维素水解的抑制作用随甘露低聚糖链长的增加而减弱,随半乳糖取代基的移除而增强。通过探究甘露低聚糖、甘露糖及半乳糖对单一纤维素酶组分水解能力的影响,发现甘露低聚糖对Cel5A和Cel3A的水解能力没有抑制作用,但是会抑制Cel6A和Cel7A的水解能力,而甘露糖和半乳糖对Cel5A、Cel6A和Cel7A的水解能力均有抑制作用。动力学试验结果进一步表明甘露低聚糖是Cel7A的竞争性抑制剂(抑制常数K_i为1.57mg/mL)。探究了甘露聚糖酶对甘露聚糖抑制纤维素水解的缓解作用,并从缓解甘露聚糖抑制的角度揭示了甘露聚糖酶强化木质纤维原料酶解的机制。研究结果显示,甘露聚糖酶能有效的缓解甘露聚糖及其水解产物对纤维素水解的抑制作用,在纤维素酶水解Avicel的体系中添加5 mg/mL半乳甘露聚糖后,Avicel的酶解得率从38.75%降低到了18.68%,进一步添加内切甘露聚糖酶、β-甘露糖苷酶和半乳糖苷酶后,Avicel的酶解得率显著提高到了35.33%。在纤维素酶水解白云杉纤维素的过程中,添加甘露聚糖酶后,白云杉纤维素的酶解得率提高了14.29%。进一步分析酶解液中纤维素酶活力的变化可知,添加甘露聚糖酶后,酶解液中Cel5A和Cel7A的活力分别提高了14.30%和10.91%,表明甘露聚糖酶可通过缓解酶解液中甘露聚糖对Cel5A和Cel7A活力的抑制作用,提高纤维素酶的活力,进而强化白云杉纤维素酶解。探究了化学助剂Tween 80对甘露聚糖及其水解产物抑制纤维素水解的缓解作用。研究结果显示,Tween 80能在一定程度上缓解甘露聚糖、甘露低聚糖、甘露糖及半乳糖对纤维素水解的抑制作用,在纤维素酶水解Avicel的体系中分别添加半乳甘露聚糖(5 mg/mL)、甘露低聚糖(5 mg/mL)、甘露糖(10 mg/mL)和半乳糖(10 mg/mL)后,Avicel的酶解得率从48.60%分别降低到了26.64%、39.96%、39.15%和36.90%,进一步添加Tween 80后,Avicel的酶解得率分别提高到了36.00%、46.58%、46.35%和45.00%。动力学试验结果表明Tween 80对Cel5A和Cel3A的活力没有影响,但是对Cel7A的活力有激活作用,该激活作用可以有效的缓解甘露聚糖及其水解产物对Cel7A活力的抑制作用,从而提高酶水解过程中纤维素酶的活力,进而提高木质纤维原料的酶解效率。
Abstract
mu qian qian wei su mei de cheng ben guo gao shi xian zhi ran liao yi chun gong ye hua sheng chan de zhu yao yin su zhi yi ,yin er ru he di gao qian wei su mei shui jie xiao lv ,jiang di qian wei su mei yong liang shi dang qian ran liao yi chun sheng chan ling yu de yan jiu re dian 。zai mu zhi qian wei yuan liao zhong ,ban qian wei su hui fu gai zai qian wei su biao mian xing cheng wu li bing zhang ,jiang di qian wei su mei dui qian wei su de ke ji xing 。wei ke fu gai bing zhang zuo yong ,yuan liao zhong de ban qian wei su xu yao zhuai hua wei you li tai huo zhe shi bei shui jie wei ke rong xing de tang 。yan jiu biao ming you li tai de mu ju tang (kuo xie cai he he ben ke zhong ban qian wei su de zhu yao cheng fen )ji ji shui jie chan wu dui qian wei su shui jie you jiang lie de yi zhi zuo yong ,dan shi you li tai de gan lou ju tang (zhen xie cai zhong ban qian wei su de zhu yao cheng fen )ji ji shui jie chan wu dui qian wei su shui jie xiao lv de ying xiang hai shang bu qing chu 。yin er ben wen wei rao you li tai de gan lou ju tang ji ji shui jie chan wu dui qian wei su mei shui jie qian wei su de ying xiang kai zhan ji tong yan jiu ,tan jiu le gan lou ju tang ji ji shui jie chan wu yi zhi qian wei su shui jie de ji zhi ,bing zai shen ru le jie ji yi zhi ji zhi de ji chu shang tan jiu le huan jie gan lou ju tang ji ji shui jie chan wu yi zhi qian wei su shui jie de you xiao cuo shi ,yi ji wei kai fa shui jie de lv gao 、mei zhi ji shi yong liang shao de gao xiao mei shui jie ji shu di gong li lun yi ju 。zhu yao yan jiu nei rong he jie guo ru xia :shou xian kao cha le bu tong chong lei de gan lou ju tang (zhi lian gan lou ju tang 、di fen zi liang ban ru gan lou ju tang yi ji gao fen zi liang ban ru gan lou ju tang )dui qian wei su shui jie xiao lv de ying xiang ,bing tan jiu le gan lou ju tang jie gou te xing bao gua fen zi liang he ban ru tang qu dai ji deng dui gan lou ju tang yi zhi qian wei su shui jie de ying xiang 。yan jiu jie guo xian shi ,zhe san chong gan lou ju tang jun hui yi zhi qian wei su shui jie ,zai qian wei su mei shui jie wei jing qian wei su Avicelde ti ji zhong fen bie tian jia 2.5mg/mLzhi lian gan lou ju tang 、gao fen zi liang ban ru gan lou ju tang yi ji di fen zi liang ban ru gan lou ju tang hou ,Avicelmei jie de lv jiang di le 13.75%-39.10%。gan lou ju tang dui qian wei su shui jie de yi zhi zuo yong yu gan lou ju tang de jie gou te xing mi qie xiang guan ,gao fen zi liang de gan lou ju tang dui qian wei su shui jie de yi zhi zuo yong jiang yu di fen zi liang gan lou ju tang de yi zhi zuo yong ,er ban ru tang ji zhi lian de cun zai hui shi gan lou ju tang dui qian wei su shui jie de yi zhi zuo yong neng li jian ruo 。tan jiu le gan lou ju tang dui chan yi qian wei su mei zu fen (nei qie pu ju tang mei Cel5A、wai qie pu ju tang mei Cel6Ahe Cel7Ayi ji β-pu tao tang gan mei Cel3A)mei cu fan ying dong li xue de ying xiang ,jie shi le gan lou ju tang yi zhi qian wei su shui jie de ji zhi 。tong guo tan jiu gan lou ju tang dui chan yi qian wei su mei zu fen shui jie neng li de ying xiang ,fa xian gan lou ju tang dui Cel5A、Cel6Ahe Cel7Ade shui jie neng li you jiang lie de yi zhi zuo yong ,dan shi dui Cel3Ade shui jie neng li mei you ying xiang 。dong li xue shi yan jie guo biao ming gan lou ju tang hui zhan ju Cel7Ade huo xing wei dian ,cong er jing zheng xing de yi zhi Cel7Ade huo li ,ji zhong gao fen zi liang ban ru gan lou ju tang dui Cel7Ahuo li de yi zhi zuo yong zui jiang (yi zhi chang shu K_iwei 0.43 mg/mL),di fen zi liang ban ru gan lou ju tang de yi zhi zuo yong ci zhi (yi zhi chang shu K_iwei 0.47mg/mL),zhi lian gan lou ju tang de yi zhi zuo yong zui ruo (yi zhi chang shu K_iwei 0.50 mg/mL)。yan jiu le gan lou ju tang shui jie chan wu (gan lou di ju tang 、gan lou tang he ban ru tang )dui qian wei su shui jie xiao lv de ying xiang 。yan jiu jie guo xian shi ,gan lou di ju tang 、gan lou tang he ban ru tang ye hui yi zhi qian wei su shui jie xiao lv ,ji zhong gan lou di ju tang yi zhi qian wei su shui jie de neng li zui jiang ,ji ci shi ban ru tang ,zai ci shi gan lou tang 。zai qian wei su mei shui jie Avicelde ti ji zhong fen bie tian jia deng liang de (5 mg/mL)gan lou di ju tang 、ban ru tang he gan lou tang hou ,Avicelmei jie de lv fen bie jiang di le 12.70%、4.23%he 3.97%。jin yi bu tan jiu gan lou di ju tang jie gou te xing bao gua lian chang he ban ru tang qu dai ji deng dui gan lou di ju tang yi zhi qian wei su shui jie de ying xiang ke zhi ,gan lou di ju tang dui qian wei su shui jie de yi zhi zuo yong sui gan lou di ju tang lian chang de zeng jia er jian ruo ,sui ban ru tang qu dai ji de yi chu er zeng jiang 。tong guo tan jiu gan lou di ju tang 、gan lou tang ji ban ru tang dui chan yi qian wei su mei zu fen shui jie neng li de ying xiang ,fa xian gan lou di ju tang dui Cel5Ahe Cel3Ade shui jie neng li mei you yi zhi zuo yong ,dan shi hui yi zhi Cel6Ahe Cel7Ade shui jie neng li ,er gan lou tang he ban ru tang dui Cel5A、Cel6Ahe Cel7Ade shui jie neng li jun you yi zhi zuo yong 。dong li xue shi yan jie guo jin yi bu biao ming gan lou di ju tang shi Cel7Ade jing zheng xing yi zhi ji (yi zhi chang shu K_iwei 1.57mg/mL)。tan jiu le gan lou ju tang mei dui gan lou ju tang yi zhi qian wei su shui jie de huan jie zuo yong ,bing cong huan jie gan lou ju tang yi zhi de jiao du jie shi le gan lou ju tang mei jiang hua mu zhi qian wei yuan liao mei jie de ji zhi 。yan jiu jie guo xian shi ,gan lou ju tang mei neng you xiao de huan jie gan lou ju tang ji ji shui jie chan wu dui qian wei su shui jie de yi zhi zuo yong ,zai qian wei su mei shui jie Avicelde ti ji zhong tian jia 5 mg/mLban ru gan lou ju tang hou ,Avicelde mei jie de lv cong 38.75%jiang di dao le 18.68%,jin yi bu tian jia nei qie gan lou ju tang mei 、β-gan lou tang gan mei he ban ru tang gan mei hou ,Avicelde mei jie de lv xian zhe di gao dao le 35.33%。zai qian wei su mei shui jie bai yun sha qian wei su de guo cheng zhong ,tian jia gan lou ju tang mei hou ,bai yun sha qian wei su de mei jie de lv di gao le 14.29%。jin yi bu fen xi mei jie ye zhong qian wei su mei huo li de bian hua ke zhi ,tian jia gan lou ju tang mei hou ,mei jie ye zhong Cel5Ahe Cel7Ade huo li fen bie di gao le 14.30%he 10.91%,biao ming gan lou ju tang mei ke tong guo huan jie mei jie ye zhong gan lou ju tang dui Cel5Ahe Cel7Ahuo li de yi zhi zuo yong ,di gao qian wei su mei de huo li ,jin er jiang hua bai yun sha qian wei su mei jie 。tan jiu le hua xue zhu ji Tween 80dui gan lou ju tang ji ji shui jie chan wu yi zhi qian wei su shui jie de huan jie zuo yong 。yan jiu jie guo xian shi ,Tween 80neng zai yi ding cheng du shang huan jie gan lou ju tang 、gan lou di ju tang 、gan lou tang ji ban ru tang dui qian wei su shui jie de yi zhi zuo yong ,zai qian wei su mei shui jie Avicelde ti ji zhong fen bie tian jia ban ru gan lou ju tang (5 mg/mL)、gan lou di ju tang (5 mg/mL)、gan lou tang (10 mg/mL)he ban ru tang (10 mg/mL)hou ,Avicelde mei jie de lv cong 48.60%fen bie jiang di dao le 26.64%、39.96%、39.15%he 36.90%,jin yi bu tian jia Tween 80hou ,Avicelde mei jie de lv fen bie di gao dao le 36.00%、46.58%、46.35%he 45.00%。dong li xue shi yan jie guo biao ming Tween 80dui Cel5Ahe Cel3Ade huo li mei you ying xiang ,dan shi dui Cel7Ade huo li you ji huo zuo yong ,gai ji huo zuo yong ke yi you xiao de huan jie gan lou ju tang ji ji shui jie chan wu dui Cel7Ahuo li de yi zhi zuo yong ,cong er di gao mei shui jie guo cheng zhong qian wei su mei de huo li ,jin er di gao mu zhi qian wei yuan liao de mei jie xiao lv 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西北农林科技大学的辛东林，发表于刊物西北农林科技大学2019-10-18论文，是一篇关于甘露聚糖论文,纤维素酶论文,酶水解论文,抑制论文,化学助剂论文,西北农林科技大学2019-10-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西北农林科技大学2019-10-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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