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1、一摘要木質(zhì)纖維素是地球上含量最豐富的可再生資源,主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分構(gòu)成。木質(zhì)纖維素可經(jīng)預(yù)處理和纖維素酶水解轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑葐翁?,后者可?jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)纖維素乙醇,這一途徑的開發(fā)和工業(yè)化對(duì)緩解當(dāng)前日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和溫室效應(yīng)具有重要意義。然而,木質(zhì)纖維素中的纖維素組分因氫鍵而形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)(纖維素微纖絲),而且纖維素微纖絲又和半纖維素、木質(zhì)素等通過(guò)氫鍵形成牢固的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得木質(zhì)纖維素難以被纖維素酶水解。纖維素酶對(duì)纖維素
2、的水解效率低下是纖維素乙醇工業(yè)化生產(chǎn)的主要瓶頸之一。植物擴(kuò)張蛋白是從植物細(xì)胞壁中分離的一類蛋白,它沒有水解酶活性,但可以破壞纖維素微纖絲之間或微纖絲和其它細(xì)胞壁多糖之間的氫鍵,具有松弛細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的功能。Swollenin是絲狀真菌中與植物擴(kuò)張蛋白同源的一類蛋白,它也具有破壞植物細(xì)胞壁和棉纖維結(jié)構(gòu)的功能。纖維素難以被纖維素酶降解的主要原因是因氫鍵而形成的牢固結(jié)構(gòu),因此,能破壞氫鍵的Expansin和Swollenin有可能成
3、為促進(jìn)纖維素酶水解活性的輔助因子。尋找新的Expansin或Swollenin、深入研究其作用機(jī)制可為提高纖維素酶的水解活性提供新的途徑。本工作從海洋水樣中篩選到一株纖維素酶活力較高的草酸青霉菌株(PenicilliumoxalicumHZ7),克隆了其swollenin基因,實(shí)現(xiàn)了該基因在里氏木霉的高效重組表達(dá)和純化,深入研究了該蛋白對(duì)纖維素酶水解效率的促進(jìn)作用。相關(guān)的研究結(jié)果如下:1獲得了纖維素酶活較高的草酸青霉(Penicilli
4、umoxalicum)菌株。在廣東深圳南澳、紅樹林和惠州等海域采集海水,在以羧甲基纖維素(CMC)為唯一碳源的平板上篩選到約100個(gè)菌株。經(jīng)液體培養(yǎng)和纖維素酶活力測(cè)定,約20個(gè)菌株具有較明顯的纖維素酶活,其中一株HZ7活力達(dá)到17FPU/mL,高于常見菌株里氏木霉QM9414。用形態(tài)學(xué)觀察、18SrDNA序列分析和Biolog微生物自動(dòng)分析系統(tǒng)等技術(shù)對(duì)HZ7進(jìn)行分類學(xué)鑒定,確定菌株HZ7為草酸青霉(Penicilliumoxalicum
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