能源植物半纖維素高效定向酶水解研究.pdf

1、廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫(xiě)作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門(mén)大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫(xiě)課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：鼐讒居矽西

2、年r月勱日摘要摘要半纖維素占水質(zhì)纖維素生物質(zhì)含量的15％～35％，是自然界中第二大可再生資源。半纖維素在木質(zhì)纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化和利用中扮演重要的角色。一方面，半纖維素及其水解中間產(chǎn)物會(huì)阻礙和抑制纖維素酶水解，將半纖維素快速水解為單糖能提高纖維素酶對(duì)纖維素的可及性以及纖維素酶的反應(yīng)活性。另一方面，半纖維素可以轉(zhuǎn)化為高附加值的功能糖，將半纖維素轉(zhuǎn)化為低聚木糖(xos)和阿拉伯糖等功能糖能提高木質(zhì)纖維素生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)性。岡此，揭示半纖維素酶

3、高效定向水解半纖維素的機(jī)理，對(duì)以木質(zhì)纖維素為原料的生物能源與生物煉制工業(yè)具有重要意義。本研究以能源植物芒草半纖維素和絲狀真菌半纖維素酶為研究對(duì)象，通過(guò)研究半纖維素酶與半纖維素的相瓦作用，揭示半纖維素酶高效定向轉(zhuǎn)化半纖維素機(jī)理，從而實(shí)現(xiàn)芒草半纖維素高效水解轉(zhuǎn)化為平臺(tái)糖和功能糖的目標(biāo)。本論文的主要研究結(jié)果如下：利用1苯基一3一甲基5吡唑啉酮(PMP)對(duì)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中的單糖和寡糖進(jìn)行衍生化，通過(guò)優(yōu)化HPLC分離條件，在堿性流動(dòng)相(pH8O

4、)條件卜實(shí)現(xiàn)了多種單糖(甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、木糖和阿拉伯糖)和寡糖(纖維二糖、木二糖、木三糖、木pq糖、木五糖和木六糖)的分析。此外，經(jīng)PMP衍生化的產(chǎn)物能直接進(jìn)行質(zhì)譜分析。利用基于PMP衍?；腍PLC和MALDITOF—MS方法成功應(yīng)用于芒草單糖組成、芒草半纖維素水解產(chǎn)物和毛櫸木聚糖水解產(chǎn)物等多種生物質(zhì)水解液實(shí)際樣品的分析。對(duì)黑曲霉BE2、東力‘肉座菌Eu722和里氏木霉來(lái)源的半纖維素酶水解芒草半纖維素進(jìn)行了比較分析。發(fā)現(xiàn)在玉米

5、芯和麩皮作為誘導(dǎo)底物條件下，東方肉座菌EU7—22和黑曲霉BE2主要產(chǎn)生糖苷水解酶10(GHlO)家族木聚糖酶。和里氏木霉半纖維素酶相比，黑曲霉BE一2半纖維素酶具有高效的水解酶活力轉(zhuǎn)化芒草半纖維素為單糖，而東方肉座菌Eu722半纖維素酶具有更好的應(yīng)用潛力轉(zhuǎn)化芒草半纖維素為xos，特別是木二糖和木三糖。阿拉伯糖苷酶活力和木糖苷酶活力對(duì)芒草半纖維素水解具有顯著的影響。半纖維素酶具有高的木糖營(yíng)酶活力和阿拉伯糖苷酶活力是高效水解芒草半纖維素為