[發明專利]一種用于木質纖維素解聚作用的組合物及其解聚方法

有效

• 申請號: 201410604163.0
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN105586322B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 高樂;李晨;張東遠;陳樹林
• 申請（專利權）人: 中國科學院天津工業生物技術研究所
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N9/42;C12P19/14
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

本發明涉及木質纖維素降解技術領域，特別涉及一種用于木質纖維素解聚作用的組合物及其解聚方法。公開了一種用于木質纖維素解聚作用的組合物包括脫氫酶和纖維素酶。在相同纖維素酶含量存在的情況下，很大程度上提高木質纖維素的降解效率。本發明還公開了利用組合物解聚木質纖維素的方法，為將所述組合物中的纖維素酶和脫氫酶添加入木質纖維素中進行降解反應，其中，1g所述底物添加10FPU的所述纖維素酶以及1g所述底物添加80?120μg脫氫酶。本發明申請人經過大量的試驗，旨在為實際生產確定降解木質纖維素的比較適宜的組合物中脫氫酶和纖維素酶用量以及反應條件，最大程度充分利用組合物，提高木質纖維降解反應獲得糖的產量，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及木質纖維素降解技術領域，特別涉及一種用于木質纖維素解聚作用的組合物及其解聚方法。

背景技術

近年來，在深入研究纖維素酶主要組分的基礎上，發現一些非水解酶活性的纖維素降解因子已經成為當前研究熱點。在自然界對纖維素的生物降解過程中，除了主要的酶解機制外是否存在其他新型的纖維素酶協同降解因子？早在半個世紀前，Reese等(Reeseet al.，1950)提出應該存在破壞結晶纖維素的氫鍵酶，至今還未在微生物中得到很好的證實(高培基，2003)。閆伯旭等人在對擬康氏木霉和紫微青霉的CBH I的CBD區進行研究時發現CBD吸附于纖維素后會導致其超分子結構的破壞，同時不產生還原糖，即纖維素內的糖苷鍵未被水解(Yan and Sun，1997)。2002年Saloheimo等人在瑞氏木霉的胞外分泌蛋白組分中發現了Swollenin蛋白，該蛋白類似于植物中的Expansin蛋白，命名為膨脹因子(Swollenin)(Saloheimo et al.，1997)。Swollenin蛋白作用于濾紙和棉纖維素后，用光學顯微鏡觀察到類似于超聲波處理后的纖維結構破壞的現象，同時并沒有還原糖的產生。雖然該蛋白分泌量極小，但是能夠破壞纖維結晶結構，使纖維結構更無序，更膨脹，有利于纖維素酶和纖維素的結合，從而提高了纖維素酶水解木質纖維素的能力，但是Swollenin和纖維素酶協同作用程度有限(Yao et al.，2008)。在陸生梭孢菌(Thielavia.terrestris)的胞外粗酶液中發現了GH61家族蛋白。在水解玉米秸稈的實驗中，加入不到總酶量5％的GH61家族蛋白，可以使水解作用所需纖維素酶的用量減少到原來的1/2。使用表達了T.terrestris GH61B蛋白的里氏 木霉菌株，可以在減少酶用量1.4倍的情況下于120h內將90％纖維素轉化為葡萄糖。GH61蛋白本身對酸處理玉米秸稈或者其它木質纖維素底物沒有明顯的可察覺的水解酶活性。這說明水解作用的提高不是由于GH61蛋白質本身具有內切或者外切葡聚糖酶的活性引起的。GH61的作用機理現在被推測為其可作為多糖單加氧酶，為纖維素酶解過程提供電子，發生氧化還原反應(Dimarogona et al，2012)。Swollenin蛋白只存在于里氏木霉中，對其他高產纖維素酶真菌酶系改造指導意義不大。并且現已經發現纖維素酶降解因子與商業纖維素酶協同作用不太明顯，作用機理還不透徹。所以亟待發現新型的纖維素酶協同降解因子，更加透徹解析木質纖維素降解機理。

發明內容

本發明目的之一在于提供一種用于木質纖維素解聚作用的組合物。在相同纖維素酶含量存在的情況下，很大程度上提高木質纖維素的降解效率。

本發明目的之二在于提供利用所述組合物解聚木質纖維素的方法，本發明申請人經過大量的試驗，旨在為實際生產確定降解木質纖維素的比較適宜的組合物中脫氫酶和纖維素酶用量以及反應條件，最大程度充分利用組合物，提高木質纖維降解反應獲得糖的產量，降低生產成本。

該用于木質纖維素解聚作用的組合物在提高木質纖維素水解產糖量，降低生物質-糖的轉化成本中的應用。

本發明提供的技術方案為：

一種用于木質纖維素解聚作用的組合物，其特征在于，所述組合物包括脫氫酶和纖維素酶。

優選的是，所述脫氫酶包含：