Grundlegende Informationen und Klassifizierung von Cellulase
Zellulaseist ein Enzymtyp, der eine biokatalytische Rolle beim Abbau von Zellulose spielt. Es ist ein Protein, das Zellulose in Oligosaccharide oder Monosaccharide zerlegen kann.
Zelluloseenzyme sind in Organismen in der Natur weit verbreitet. Bakterien, Pilze und Tiere können alle produzierenZellulase. DerZellulaseS Die in der Produktion häufig verwendeten Pilze stammen von Pilzen, zu den typischen Gattungen gehören Trichoderma, Aspergillus und Penicillium
Die Stämme, die produzierenZellulase neigen zum Abbau, was zu einer Verringerung der Enzymproduktionskapazität führt.
Die Produktion vonZellulaseDie Produktion durch Bakterien ist relativ gering und besteht hauptsächlich aus Beta-Glucan-Endonukleasen, die meist keine Abbauaktivität gegenüber kristalliner Cellulose aufweisen. Die produzierten Enzyme sind meist intrazellulär oder an der Zellwand adsorbiert und werden nicht in das Kulturmedium abgegeben, was die Extraktion und Reinigung erschwert. Daher gibt es relativ wenig Forschung zu Bakterien. AllerdingsZellulaseSvon Bakterien produziert haben in der Regel einen optimalen pH-Bereich von neutral bis leicht alkalisch. In den letzten 20 Jahren mit der erfolgreichen Anwendung von neutralenZellulaseS und alkalischZellulaseS in Wasch- und Veredelungsprozessen von Baumwollgewebe und in der Waschmittelindustrie, bakterielleZellulasePräparate haben gute Anwendungsaussichten gezeigt.
Celluloseenzyme werden sowohl in der Lebensmittel- als auch in der Umweltindustrie häufig eingesetzt. Die Zugabe von ZellulaseS
Aufgrund der Schwierigkeit der ReinigungZellulaseSIn praktischen Anwendungen enthalten sie im Allgemeinen Hemicellulasen und andere verwandte Enzyme wie Amylase, Protease usw.
Es gibt verschiedene Arten vonZellulaseS mit einer Vielzahl von Quellen. Die Struktur und Funktion vonZellulaseSaus verschiedenen Quellen variieren stark. Aufgrund der hohen Produktion und Aktivität von PilzZellulaseS, DieZellulaseSIn der Tierhaltung und Futtermittelindustrie werden vor allem Pilze eingesetztZellulaseS.
Einstufung
Nach Zusammensetzung und Funktion
ZellulaseSkann aufgrund ihrer katalytischen Reaktionsfunktionen in Endo-1,4-β-D-Glucanhydrolase oder Endo-1,4-β-D-Glucanase (EC 3.2.1.4), EG aus Pilzen, Cen aus Bakterien, Exo-1,4-β-D-Glucanase (EC 3.2.2.1.91), CBH aus Pilzen, Cex aus Bakterien und BG unterteilt werden. Endo-1,4-Glucanase spaltet zufällig die amorphen Bereiche innerhalb von Cellulosepolysaccharidketten. Erzeugt Oligosaccharide unterschiedlicher Länge und neuer Kettenenden. Exoglucanase wirkt auf die Enden dieser reduzierenden und nicht-reduzierenden Cellulosepolysaccharidketten und setzt Glucose oder Cellobiose frei. β-Glucosidase hydrolysiert Cellulosedisaccharide, um zwei Moleküle Glucose zu produzieren. PilzZellulaseSweisen eine hohe Produktivität und Aktivität auf und werden hauptsächlich in der Tierhaltung und Futtermittelproduktion aus Pilzquellen verwendet.
Durch den Abbaumechanismus
Der Hauptunterschied zwischenZellulaseReaktion und allgemeine Enzymreaktion ist, dassZellulaseist ein Mehrkomponenten-Enzymsystem und die Substratstruktur ist äußerst komplex. Aufgrund der Unlöslichkeit des Substrats ist die Adsorption vonZellulaseersetzt den Prozess der Bildung von ES-Komplexen zwischen dem Enzym und dem Substrat.Zellulaseadsorbiert zunächst gezielt Zellulose auf dem Substrat und zersetzt dann Zellulose durch die synergistische Wirkung mehrerer Komponenten in Glukose.
1950 schlugen Reese et al. die C1-Cx-Hypothese vor, die besagt, dass verschiedene Enzyme zusammenarbeiten müssen, um Cellulose vollständig zu Glucose zu hydrolysieren. Der synergistische Effekt besteht allgemein darin, dass das C1-Enzym zunächst den amorphen Bereich der Cellulose angreift und ein neues freies Ende bildet, das für Cx benötigt wird. Anschließend spaltet das CX-Enzym die faserige Disaccharideinheit vom reduzierenden oder nicht reduzierenden Ende der Polysaccharidkette ab. Schließlich hydrolysiert die β-Glucosidase das faserige Disaccharid in zwei Glucoseeinheiten. Die synergistische Reihenfolge vonZellulaseist nicht absolut, und nachfolgende Studien haben ergeben, dass C1 Cx und β-Glucosidase nebeneinander existieren müssen, um natürliche Zellulose zu hydrolysieren. Wenn zuerst das C1-Enzym zur Kristallisation der Zellulose verwendet wird, dann das C1-Enzym entfernt und das Cx-Enzym hinzugefügt wird, kann diese Wirkungssequenz kristalline Zellulose nicht hydrolysieren.
