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木聚糖酶的研究进展

陈洪洋;蔡俊;林建国;王常高;杜馨

【摘要】木聚糖是仅次于纤维素的第二丰富的可再生资源,通过筛选出产木聚糖酶

的菌株,利用基因工程技术,将木聚糖酶基因进行异源表达,提高木聚糖酶产量.该文综

述了菌株产生的木聚糖酶酶学性质,并对酶学性质进行改善使木聚糖酶更符合应用

的条件,同时研究木聚糖酶分离纯化的步骤,来提高木聚糖酶的酶活.文章重点介绍了

木聚糖酶的产生菌和木聚糖酶在基因工程技术等方面研究进展,并对木聚糖酶的分

离纯化方法做了简要地介绍.

【期刊名称】《中国酿造》

【年(卷),期】2016(035)011

【总页数】6页(P1-6)

【关键词】木聚糖酶;基因工程;酶学性质;分离纯化

【作者】陈洪洋;蔡俊;林建国;王常高;杜馨

【作者单位】湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省协同创新

中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省

协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发

酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验

室,工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部

重点实验室,工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068

【正文语种】中文

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【中图分类】Q814.9

木聚糖是植物半纤维素的主要组成部分，广泛存在于玉米芯、甘蔗渣、麦麸、秸秆

等农作物废弃物中，由于木聚糖酶能够将木聚糖分解成不同长度的低聚木糖和木糖，

该产物具有重要的经济价值，通过木聚糖酶将这些可利用资源充分利用，发挥其潜

在的应用价值，木聚糖酶的研究也受到充分的重视。现在木聚糖酶已广泛应用于造

纸、食品、饲料和能源等领域，带来了很大的经济效益。目前木聚糖酶的生产主要

来源于微生物发酵，对发酵得到的木聚糖酶的酶学性质进行研究，以便了解该酶的

应用范围，使木聚糖酶在工业应用中发挥其巨大的潜能，增加更多的经济效益，为

各领域的发展做出更大的贡献。本文主要从微生物产木聚糖酶的种类和木聚糖酶的

酶学性质，以及基因工程在木聚糖酶生产中的应用做了综述，对木聚糖酶的分离纯

化进行了简要的介绍，旨在提高木聚糖酶的活力及扩展其应用范围。

木聚糖（xylan）是一种存在于植物细胞壁中的异质多糖，约占植物细胞干质量的

15%～35%，是植物半纤维素（hemicellose）的主要成分，其含量非常丰富，是

自然界中仅次于纤维素的多糖[1]。主要有O-乙酰基、4-O-甲基-D-葡糖醛酸残基、

L-阿拉伯糖残基等[2]。

由于木聚糖组成的复杂性，木聚糖的生物降解也因此需要一个复杂的酶系统，通过

其中各种组分的相互协同作用来降解木聚糖，因此木聚糖酶（xylanase，Xyl）是

个复杂的酶系，主要包括β-1,4-内切木聚糖酶、β-木糖苷酶、α-L-阿拉伯糖苷酶、

α-D-葡糖苷酸酶、乙酰基木聚糖酶和酚酸酯酶[3]，可降解自然界中大量存在的木

聚糖类半纤维素，在木聚糖水解酶系中，β-1,4-内切木聚糖酶是最关键的水解酶，

它通过水解木聚糖分子的β-1,4-糖苷键，将木聚糖水解为小寡糖和木二糖等低聚

木糖，以及少量的木糖和阿拉伯糖。β-木糖苷酶通过水解低聚木糖的末端来催化

释放木糖残基。另外，参与彻底降解木聚糖的还有α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、α-葡

萄糖醛酸苷酶、乙酰木聚糖酯酶，以及能降解木聚糖中阿拉伯糖侧链残基与酚酸

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（如阿魏酸