纤维素酶酶在纤维素的水解中的关键作用(植物生物量的主要成分)中引起了极大的关注。这些酶对于各种工业应用至关重要,包括生产生产,纺织业,纸张和纸浆行业,食品和饮料领域以及废物管理。本综述提供了对纤维素酶酶的深入分析,包括其类型,来源和作用机理。我们深入研究生产和纯化方法,突出了传统和尖端技术,例如基因工程和发酵。该评论进一步探讨了纤维素酶的多种应用,强调了其在生物生产,纺织品生物下调,造纸工业中的生物漂流以及食品工业中的果汁澄清等过程中的重要性。尽管它们广泛使用,但纤维素酶仍面临几个挑战,包括在工业条件下的稳定性和活动,具有成本效益的生产和底物特异性。研究了纤维素酶研究的最新进展,重点是遗传和蛋白质工程,宏基因组学以及通过合成生物学方法发现新酶。这些创新旨在提高酶效率,稳定性和成本效益。审查以未来的观点结束,提出了可以进一步改善纤维素酶性能并与其他技术集成的研究方向,最终导致更可持续和环保的工业流程。通过对纤维素酶研究和应用的当前状态进行全面概述,本综述旨在为未来的研究提供信息,并促进可以应对现有挑战并扩大各个行业纤维素酶效用的进步。
本实验是在纳瓦萨里农业大学农业学院植物病理学系进行的。所有分离株通过不同的染色染料和细菌分离株CD35均赋予菌落周围的透明区域均显示出所有染料中最高的纤维素分解指数。接下来,革兰氏碘(3.34)的CD35的纤维素分解指数在Coomassie Brillial Blue(2.96),Safranin(2.55)和刚果红(2.15)下接下来是最高的。显着地,接种后24小时记录了CD35(0.169 U ML -1)的较高的纤维素酶活性,随后是CD17(0.124 U ML -1),CD19(0.101 U ML -1)和CD11(0.081 U ML -1)(0.081 U ML -1),而在CD222222222222222222222221)。最大纤维素酶活性,接种后最大96小时。CD35在72小时时给出了显着最大的纤维素酶活性(0.822 U mL -1)。为了使纤维素酶活性为CD17(0.477 U ML -1),与CD19(0.471 U ML -1)相当,然后是CD11(0.292 U ML -1),而CD22中的最低(0.199 U ML -1)。通过形态学,生化和分子方法将纤维素分解细菌CD35鉴定为枯草芽孢杆菌,并提交给具有MW715021的NCBI GenBank数据库。
真菌群落对环境有惊人的影响,是生态系统的根本来源。它具有多种功能;其中之一是有益的抗菌活性(Suleiman,2020 年)。此外,真菌还充当生物防治剂(Suleiman 等人,2019 年),有时还参与生物柴油的生产(Hashem 等人,2020 年)。此外,它们有助于多不饱和脂肪酸和油脂的生产(Hashem 等人,2020 年;Hashem 等人,2021 年)。此外,真菌有助于多环芳烃的生物降解(Abdel-Razek 等人,2020 年)。另一方面,真菌具有防污或有害活性,或如真菌的致病机制,它会导致许多疾病,无论是人类、植物还是动物。真菌是海洋微生物中最重要的群体之一,可用作生产重要酶和抗菌剂的来源。由海洋真菌生产的纤维素酶在工业上起着重要作用;然而,在医学上使用纤维素酶却很少。由于
真菌纤维素酶是过去四十年来最受追捧的微生物来源生物分子。由于它们在生物能源行业中用于水解纤维素的新兴应用,而纤维素是地球上最丰富的纤维素来源,因此研究趋势正朝着适应深层发酵的方向转变。然而,丝状真菌物种是高效的纤维素酶生产者,它们非常适应低水分固体载体作为底物,例如在自然界中。因此,目前正在研究各种发酵策略,以使其适应深层发酵,从而大量高质量地生产纤维素酶。新兴的研究趋势,例如使用廉价原料、营养和/或培养优化、创新的生物反应器设计、微粒辅助真菌生长和创新的基因工程方法,是研究人员最近为充分发挥这些生物分子的潜力而做出的一些努力。本综述讨论了其中一些策略及其在各种研究条件下的成功率。此外,还特别关注提高纤维素酶的市场价值以及提高工业规模生产所需的创新策略。
收稿日期:2024年4月8日。酶是由微生物利用植物材料作为底物产生的生物催化剂。绿色化学利用植物材料生产酶,而发酵技术则可以更大规模地生产酶。这些酶可用于食品、纺织、造纸工业和生物燃料生产。纤维素酶是一种工业酶,可以断裂植物细胞中多糖的β-1,4-糖苷键,可以由各种微生物产生。芒果废料可用于在深层发酵(SmF)中利用微生物生产生物活性化合物,例如纤维素酶。采用单因素试验和响应面法,对施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)以芒果皮为底物在SmF中生产内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶进行了优化。 CMCase的最适条件为底物浓度4.5%、培养96 h、接种量2.5%;FPase的最适条件为底物浓度4.5%、培养48 h、接种量0.5%。利用PBD对K 2 HPO 4 、KH 2 PO 4 、(NH 4 ) 2 SO 4 、NaCl、MgSO 4 、FeSO 4 、CaCl 2 等营养组分进行筛选,发现最显著的营养参数为FeSO 4 、MgSO 4 、(NH 4 ) 2 SO 4 。通过中心复合设计,发现在0.1%(NH4)2SO4、0.1%MgSO4和0.45%FeSO4条件下,内切葡聚糖酶产量最大,为120.112IU/mL/min;在0.1%(NH4)2SO4、0.5%MgSO4和0.05%FeSO4条件下,外切葡聚糖酶产量最大,为161.38IU/mL/min。CMCase和FPase最大活性的最适温度和pH分别为50℃和7.0。内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶在高达 50 °C 和 pH 7 的温度下均保持稳定。金属离子(例如 Mn 2+ 和 Cu 2+)分别激活 CMCase 和 FPase 的活性,而 Zn 2+ 和 Na + 则分别抑制 CMCase 和 FPase 的活性。关键词:施氏假单胞菌、纤维素酶、深层发酵、木质纤维素生物质引言
摘要:酶是具有降解复杂分子的能力而存在的生物催化剂。酶在每个人的生活和商业目的中都起着重要作用。各种微生物可以产生高收益酶。微生物纤维素酶在我们的生物圈中具有不可或缺的一部分,因为纤维素存在于我们地球上的丰度。纤维素是每个植物细胞的主要组成部分,并且在植物细胞中负责保持光合作用等过程。本审查论文的方法涉及广泛的文献综述,以收集有关微生物纤维素酶生产和工业应用的信息。是从科学期刊,研究论文和信誉良好的在线数据库中收集的,并经过彻底分析以确定关键概念和新兴趋势。这项研究的主要动机是编译纤维素酶的所有众多应用,并用基因工程和其他工具简要地描述一些修饰微生物纤维素酶的策略。这项研究涉及描述纤维素酶的结构,作用和作用方式,经济重要性和应变的改善。纤维素酶在制药,食品,啤酒,纸张,纸浆,纺织品,洗涤剂等各个部门都有应用。这项研究主要集中于微生物纤维素酶,使化学纤维素酶具有多功能行为。
背景:基因操作在微生物中有着广泛的应用。通过基因操作和基因编辑,可以构建多功能菌株,同时生产包括酶在内的多种工业生物材料。目的:根据纤维素酶在包括食品工业在内的各个行业中的重要性,本研究旨在通过基因操作在土著蜡状芽孢杆菌EG296菌株中生产纤维素酶。材料与方法:采用SOEing PCR扩增位于蜡状芽孢杆菌蛋白酶基因(aprE)调控上游和下游区域之间的枯草芽孢杆菌168纤维素酶基因,并通过自然转化转化为蜡状芽孢杆菌EG296。在筛选出具有纤维素酶活性的菌株后,通过同源重组从转化子的基因组中删除scoC基因(aprE基因的负转录调控因子),以同时提高纤维素酶和蛋白酶活性。结果:蜡状芽孢杆菌基因组中引入纤维素酶基因,纤维素酶活力约为0.61 u.mL -1 。通过scoC基因缺失,蛋白酶活力由230 u.mL -1 提高到363.14 u.mL -1 ,同时,在蛋白酶启动子调控下的纤维素酶活力也由0.61 u.mL -1 提高到0.78 u.mL -1 。蜡状芽孢杆菌表达的纤维素酶和蛋白酶的不稳定性指数分别为26.16和20.18,远低于40的阈值,因此两种酶均比较稳定。结论:获得了1株能够生产和分泌两种重要工业胞外酶(纤维素酶和蛋白酶)的基因工程菌株,且后续纯化工艺简单。
摘要。Bamrungpanichtavorn T、Ungwiwatkul S、Boontanom P、Chantarasiri A。2023. 从泰国东部两片红树林土壤中分离出的产纤维素酶细菌的多样性和纤维素分解活性。生物多样性 24:3891-3902。东南亚国家拥有世界上最大的红树林面积。红树林是分离经济微生物酶的潜在来源。纤维素酶是一种广泛用于各种行业中纤维素降解的微生物酶。因此,本研究旨在从泰国东部两片红树林的土壤中分离、遗传鉴定和酶学表征产纤维素酶的细菌。分离了 26 种产纤维素酶的细菌,随后通过聚合酶链反应-限制性片段长度多态性 (PCR-RFLP) 分析 16S rRNA 基因进行基因分型。获得了 13 种不同的 RFLP 模式,并对其进行了遗传分析,分为 6 个细菌属,包括 气单胞菌 、 芽孢杆菌 、 金黄杆菌 、 赖氨酸芽孢杆菌 、 假单胞菌 和 弧菌 。芽孢杆菌属是研究地点产纤维素酶的主要细菌。此外,产纤维素酶的金黄杆菌和赖氨酸芽孢杆菌几乎从未被报道过。芽孢杆菌属菌株 RY08B 是活性最高的产纤维素酶细菌,CMCase 酶活力为 1.510 0.060 U/mL。确定了 CMCase 活性的最适温度和 pH 值为 50°C(pH 为 7.0),热稳定范围为 25-50°C(pH 为 7.0)。这种细菌可应用于多种对生产过程要求温和的环保行业。
摘要:属于芽孢杆菌属的物种会产生许多有利的细胞外临界,这些细胞外象征在商业规模上具有巨大的应用,用于纺织品,洗涤剂,饲料,食品和饮料行业。这项研究旨在与当地环境分离出有效的热耐淀粉和纤维素细菌。使用盒子 - 贝恩肯的设计响应表面方法论,我们进一步优化了淀粉酶和纤维素酶活性。通过16S rRNA基因测序将分离株鉴定为枯草芽孢杆菌Qy4。这项研究利用马铃薯果皮废料(PPW)作为生物材料,在开放环境中过度倾倒。干燥PPW的营养状况是通过近距离分析确定的。在250 ml erlenmeyer量中进行了所有实验运行,该量含有酸处理的PPW作为底物,由耐热的枯草脂肪酸盐Qy4在37°C下孵育72 h,在浸没发酵中孵育72 h。结果表明,与酸治疗相比,稀释的H 2 SO稀释辅助高压灭菌治疗有利于产生更多的淀粉酶(0.601 IU/mL/min),而在稀酸治疗中观察到高纤维素酶的产生(1.269 IU/mL/min),并且在稀酸治疗中观察到,并且与酸辅助治疗相比非常有效。确定的P值,F值和系数证明了模型的重要意义。这些结果表明,PPW可以可持续地用于生产酶,这些酶在各种工业阵列中,尤其是在生物燃料生产中。
有效的酶促生物量在可发酵糖中的酶糖含量可以使乙醇等生物产生产生。天然结晶纤维素或纤维素I是通过酶水解不具体处理的,但可以通过纤维素蛋白酶鸡尾酒加工为源自毛resei的纤维素蛋白酶鸡尾酒来转化为结构上不同的纤维素III同种异体,最高可达20圈。然而,像固定蛋白纤维素酶CEL7A一样,来自T. resei的单个纤维素酶的表征显示出低酶载荷对纤维素III的结合和活性降低。为了澄清这种差异,我们使用光学镊子力量谱监测了CEL7A engymes和相关的碳水化合物结合模块(CBM)的单分子初始结合承诺以及随后的过程运动运动。我们确定了初始结合承诺降低48%,而CEL7A对纤维素III的慢摄影运动速度慢了32%,我们假设这源于CEL7A结合结构域CBM1的结合功能的降低。经典的CBM - 纤维素拔下测定,具体取决于所拟合的吸附模型,在CBM1结合纤维素III中的CBM1结合功率中降低了1.2至7倍。力光谱测量CBM1 - 纤维素相互作用以及分子动力学模拟,表明使用多站点吸附模型对经典结合测定结果的先前解释可能具有复杂的分析,而是建议应使用更简单的单位模型。通过对两个纤维素同种异体的其他A型CBM(CBM2A,CBM3A,CBM5,CBM10和CBM64)的结合分析来证实这些发现。最后,我们讨论互补分析工具如何至关重要,以深入了解纤维素分解酶和相关的碳水化合物结合蛋白的不溶性多糖水解的复杂机制。