木质素降解产物对纤维素酶和木聚糖酶水解的抑制

木质素降解产物对纤维素酶和木聚糖酶水解的抑制

论文摘要

在稀酸等化学预处理过程中,木质素会降解生成酚类等产物进入后续糖化阶段,研究表明这些木质素降解产物会抑制木质纤维降解酶的水解效率,然而其抑制机制尚不清楚。笔者选择了3种典型的木质素降解产物:香草醛、4-羟基苯甲醛和丁香醛,考察了它们对商品纤维素酶和木聚糖酶,以及单一关键纤维素酶组分和β-木糖苷酶水解的影响,并探讨其抑制规律。实验结果表明,这3种木质素降解产物对纤维素酶和木聚糖酶的水解均有抑制,其抑制能力随降解产物浓度的增加而增强。当3种木质素降解产物的质量浓度为10 mg/m L时,纤维素酶水解微晶纤维素48 h的葡萄糖得率由71.17%分别减少到33.80%、29.52%和32.03%,说明这3种木质素降解产物对纤维素酶的抑制作用差异不明显。3种木质素降解产物对β-葡萄糖苷酶水解纤维二糖的效率没有影响,但是会强烈抑制外切葡聚糖酶CBH I的酶活。当木质素降解产物的质量浓度为2 mg/m L时,与未添加木质素降解产物的酶活相比,CBH I酶活分别降低至79.64%、86.76%和71.89%,抑制强弱顺序为:丁香醛>香草醛>4-羟基苯甲醛。此外,3种木质素降解产物对木聚糖酶和β-木糖苷酶的抑制强弱顺序均为:4-羟基苯甲醛>香草醛>丁香醛,当3种木质素降解产物的质量浓度为10 mg/m L时,木聚糖酶水解木聚糖48 h的木糖得率由57.28%分别减少到12.26%、20.16%和30.43%。抑制动力学试验表明,4-羟基苯甲醛对CBH I的抑制属于竞争性抑制,对β-木糖苷酶的抑制属于非竞争性抑制。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 试验材料
  •   1.2 试验方法
  •     1.2.1 磷酸润胀纤维素的制备
  •     1.2.2 酶水解
  •     1.2.3 CBH I和βX酶活力的测定
  •     1.2.4 CBH I和βX的抑制动力学参数的测定
  •     1.2.5 糖含量的测定
  •     1.2.6 葡萄糖和木糖得率的计算
  • 2 结果与分析
  •   2.1 木质素降解产物对纤维素酶水解的影响
  •   2.2 木质素降解产物对β-葡萄糖苷酶水解的影响
  •   2.3 木质素降解产物对外切葡聚糖酶CBH I的影响
  •   2.4 木质素降解产物对木聚糖酶水解的影响
  •   2.5 木质素降解产物对βX水解的影响
  •   2.6 4-羟基苯甲醛对CBH I和βX的抑制动力学
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王锐,辛东林,张军华

    关键词: 木质素降解产物,抑制,酶水解,纤维素酶,木聚糖酶

    来源: 林业工程学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

    专业: 有机化工

    单位: 西北农林科技大学林学院

    基金: 国家自然科学基金(31670598)

    分类号: TQ353

    DOI: 10.13360/j.issn.2096-1359.2019.04.012

    页码: 78-84

    总页数: 7

    文件大小: 1412K

    下载量: 392

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