利用C1氧化型溶解性多糖单加氧酶制备纳米纤维素的研究文献综述
摘要：世界上对能源要求与日俱增，可再生的生物质能源被越来越多的人所研究，而木质纤维素就是世界上储量最多的可再生生物资源。因为木质纤维素本身不能被人类直接利用，所以如何将木质纤维素降解成人类能够利用的纳米纤维素就成了木质纤维素利用的关键。但是，传统的水解酶对木质纤维素的分解效果不佳，而近些年的研究表明经多糖单加氧酶处理后能提高传统糖苷水解酶对木质纤维素的转化效率。本文对多糖单加氧酶的作用机理，纳米纤维素的制备方法等做了简单的介绍。
关键词：多糖单加氧酶，木质纤维素，纳米纤维素
生物质能源是现代能源研究的重点内容，而木质纤维素因其在地球上储量最为丰富而在能源开发方面占据重要的地位。现在对木质纤维素的降解方法主要有两种：纤维素酶水解和酸法水解，与转化效率低且会产生大量副产物的酸法相比，纤维素酶水解具有转化效率高，副产物少，产品单一，污染小，反应条件温和，设备简单的优点，更被研究者和生产者青睐。但因为木质纤维素是植物的主要组成成分，天生有着防御纤维素酶降解的能力：纤维素组分之间依靠氢键的连接形成了牢固的纤维素微纤丝的结晶结构，纤维素微纤丝又跟半纤维素、木质素形成高分子聚合物，这样就导致木质纤维素很难直接被纤维素酶水解。纤维素酶对木质纤维素的转化效率低下就成了限制木质纤维素用于工业化生产的主要瓶颈之一。裂解多糖单加氧酶（LPMOs）被认为是酶法降解纤维素的一个突破，因为它们氧化性地切割糖苷键，使底物更容易被传统纤维素酶水解。
1 LPMOs的作用机理
裂解多糖单加氧酶（LPMOs）是一种铜依赖性酶，通过氧化机制裂解多糖。这些酶是自然界碳循环的主要贡献者，目前被用于生物工业。LPMOs常用于与纤维素酶协同作用以增强纤维素降解。LPMOs切割纤维素，导致在葡萄糖环的不同位置氧化的纤维低聚糖、在C1位置氧化时的醛酸和在C4位置氧化的4-酮醛糖的形成[1]。
在氧分子和外源电子供体存在时，LPMOs通过氧化作用使纤维素链上的 C-H 键断裂夺取氢原子，插入一个氧原子，该过程涉及脱氢反应和产物的羟基化，生成的多糖相邻之间发生消除反应，使糖苷链失去稳定状态，最终裂解糖苷键。LPMOs 的氧化活性具有不同的区域选择性，C1 途径生成还原末端终产物内酯型糖，自发转化成醛糖酸；C4 途径则生成非还原末端终产物醛酮糖。
到目前为止，用HPAEC检测磷酸膨胀纤维素（PASC）释放出的可溶性氧化产物是分析C1氧化纤维素糊精的最合适方法之一[2]。PASC被描述为一种结晶度与微晶纤维素相似的纤维素衍生物[3]，其制备包括用磷酸膨胀处理，以提高纤维素链的可及性。在纤维素上，LPMOs在C1或C4位置分别进行高度特异性氧化反应，反应产物分别为醛酸或胞二醇，其中前者含有一个可离子化的羧基。[4]当作用于低分子量的纤维素基质时，C1特定的LPMOs在其还原端释放含有羧基的可溶性纤维低聚物。[5]在纤维上，氧化链裂解不会产生可溶性产物，而是在纤维上形成羧基，主要在结晶区域。[6] [7]
由于所制备的CNF的胶体稳定性增加，C1-定位羧基已被证明有助于纤维素纤维化，其方式与源自TEMPO氧化的C6-羧基非常相似。[8] [9] [10] [11]LPMO氧化的独特方面是这种酶也可能通过降低结晶度来增强纤维素的纤维化。一些LPMO s所具有的单独碳水化合物结合模块（CBM）被认为通过使酶的活性位点与纤维素的结晶区域接触来增强LPMO活性。到目前为止，LPMOs的酶活性主要是通过检测磷酸膨胀纤维素（PASC）或纤维低聚糖释放的可溶性氧化产物来评价的。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
