半纤维素、半纤维素酶和低聚木糖培训资料.ppt

1.肠道健康和双歧因子;益生菌活菌制剂的有效性;1.2 双歧因子 prebiotic 的作用;1.3 低聚糖的功能特性;;第二节　半纤维素、半纤维素酶类和低聚木糖;木材细胞壁的构造及组成： 瘤层　　 内层　　中层　　外层　　初生壁　　 中胶层 　　　　　　　 次生壁 中胶层：厚约为0.2-1.0μm，位于细胞之间，负责将它们连在一起，在成熟的木材中，中胶层是高度木化的。 初生壁：位于细胞外的初生壁是一层厚约0.1-0.2 μm壁，由半纤维素，纤维素、果胶和完全包在木质素中的蛋白质组成。 次生壁：分为三层，由内向外、内层，中层，外层。由包裹在木质素和半纤维素中定位不同的纤维素纤丝组成，并代表了纤维素合成阶段及在最初原生质中的位置，只要植物细胞壁的天然结构保持完好，其中木质素就能防止降解酶类接触纤维素纤丝。 ;;;不同来源半纤维素的组成;二、纤维素和半纤维素化学结构的差别;三、半纤维素的分类;1 木聚糖：主链为β-D-吡喃木糖以β-1,4-糖苷键连接而成的线状分子，分子量约30000（200个糖单位），白色无定形粉末，不溶于冷水，溶于稀碱溶液。 2 木聚糖是各种半纤维素中的主要成分。木聚糖类广泛存在于自然界，几乎所有植物中都含有。木聚糖在植物细胞壁中的含量仅次于纤维素。 3 不同植物所含木聚糖多少也有所差别 一般硬材中所含的木聚糖比软材中多，硬材能占干重的15%-30%。 一些一年生植物如小麦，甘蔗，棉花的籽壳中，木聚糖含量非常高，一般能高达30%以上。;4 同聚多糖与异聚多糖 5 木聚糖分类： ;小麦麸皮阿拉伯木聚糖的结构图;2.2　降解半纤维素的微生物;2.3　半纤维素降解酶;2.4 木聚糖降解酶的分类;（1） β－1.4－内切木聚糖酶 ①作用：切开木聚糖主链内的糖苷键，降低基质的聚合度 ②作用步骤：木聚糖 低聚木糖 木三糖，木二糖， ③根据酶理化性质 分子质量＜30Kμ的酶（通常为硷性蛋白） 分量质量＞ 30Kμ（酸性蛋白） ④ 最适条件：多数最适PH＜7.0，最适反应温度45℃－75 ℃之间。多数内切木聚糖酶能够水解聚合度值＞2的寡聚木聚糖 ⑤ 影响因素：主链上的取代基团对酶??有促进或抑制作用;（2） β－木糖苷酶 ①有多种形式存在：单聚体、二聚体或四聚体 ②在细菌和酵母中， β－木糖苷酶主要存在于细胞内。 ③作用于寡聚木糖，属外切酶，主要水解短链的低聚木糖或木二糖，并从非还原性末端释放出木糖 ④最佳底物：二聚木糖 ⑤ β－木糖苷酶是一个多功能酶;（3） α－ L－呋喃型阿拉伯糖苷酶 ①存在形式多样：单体、二聚体、四聚体、六聚体、八聚 体等形式存在。 ②分为两种类型： ;（5）乙酰木聚糖酯酶 ①作用位点：木糖残基C2 C3 位上的乙酰取代基因 ②酶Ⅰ在细胞外作用于木聚糖上的乙酰取代基团； 酶Ⅱ在细胞内作用于寡聚木聚糖上的乙酰取代基团 ③作用：消除乙酰基团对内切木聚糖酶作用的空间的阻碍作用，增强内切木聚糖酶对木聚糖的亲和能力 （6）酚酸酯酶 ①此酶主要包括香豆酸酯酶，阿魏酸酯酶 ②香豆酸酯酶切除香豆酸和阿拉伯糖残基之间的酯键 ③阿魏酸酯酶切除阿魏酸和阿拉伯糖残基之间的酯键;; 2.5 木聚糖酶的催化特性 1、木聚糖酶作用的温度与PH 不同来源的木聚糖酶其催化特性是有差异的，它们有不同的最适PH和最适作用温度 1）多数木聚糖酶在酸性范围内，最适温度40 ℃-60 ℃ 2）真菌木聚糖酶的耐热性通常比细菌木聚糖酶差一些。 3）酶活性的改变与PH变化关系呈现钟罩形曲线，PH通过影响酶活性中心基团的电离程度或使酶的构型发生变化而影响酶活性;2、木聚糖底物专一性 1）在木聚糖酶的活性中心含有多个能与底物结合的亚位点，这些位点的结构，大小，数量，以及它们与催化基团的空间关系决定该酶对不同底物的亲和力，专一性，作用方式及酶反应的动力学参数 2）实验表明不同的木霉木聚糖酶对底物具有高度选择性 3）木聚糖酶的底物特异性包括底物组成的特异性，对特定键水解的特异性，对带有取代基底物的特异性 4）根据木聚糖酶对底物组成特异性的不同可将其分为特异性酶和交叉特异性酶，前者只分解木聚糖的β－1.4糖苷键，后者除分解木聚糖的β－1.4糖苷键外还分解纤维素的β－1.4糖苷键;3、不同水解酶之间的协同增效作用 1） α－L－呋喃糖苷酶与内切木聚糖酶协同作用 2）乙酰木聚糖酯酶与内切木聚糖酶协同作用 3）内切木聚糖酶与β－木糖苷酶之间协同作用 4）内切木聚糖酶与酚酸酯酶协同作用 5）不同的内切木聚糖酶之间协同增效作用 6）当几种酶混合在一起时，有时起协同