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酶簡介五 :溶解性多糖單氧酶(LPMOs)​​​​​​​

發布時間 :2016-03-30 瀏覽數 :5251次

纖維素有晶體和非晶體兩種構相 。為了使纖維素水解多糖酶(纖維素內切酶 、外切葡聚糖酶 、纖維二糖水解酶)更有效 ,纖維素多糖鏈在水解前通常需要預處理一下 。最近四年發現溶解性多糖單氧酶(LPMO)有以下兩個個特性 :a)能夠分解纖維素及類似的多糖結晶相 ;b)提高水解纖維素的活性速率 。根據這些特性推測LPMO可能是生物能轉化為化學品和燃料的一個關鍵元素 。

溶解性多糖單氧酶(LPMO)是一種在真菌和細菌中都存在的金屬酶 。幾個晶體結構顯示該種酶包含一個銅原子和兩個組氨酸殘基 ,而一些真菌的LPMO也擁有纖維素結合區域 。所有已知的LPMO都含有相對平坦的活性酶結合位點已讓酶與晶體纖維素結合 ,而此活性位點與水解纖維素酶的溝槽形活性區域相差很大 。LPMO將多糖的C1或C4位羥化 ,而多糖則可以是纖維素 、幾丁質 、或更小的糖鏈 。這種羥化作用需要氧氣 ,以及一個還原劑以將氧氣分子的第二個氧原子轉化為水 。此還原劑可以是小分子(例如沒食子酸或者抗壞血酸鹽)或者是纖維二糖脫氫酶 。在LPMO的羥化作用下 ,一個半縮酮產生並進一步導致多糖鏈的裂開 ;C1羥基化分裂位點產生了一個醛糖酸/內酯 ;C4羥基化產生了一個4-氧化糖(請見下圖) 。


將LPMO與水解纖維素酶協同使用的話能夠將纖維素反應的速率能夠提升2倍以上 。雖然反應介質中需要的氧氣而讓實現商業化使用很有挑戰性 ,但是目前諾維信和傑能科都已經涉及LPMO的研究了 。


相關文獻

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