Целлюлозо-1,4-β-целлобиозидаза (невосстанавливающий конец)
| Целлюлозо-1,4-β-целлобиозидаза (невосстанавливающий конец) | |||
|---|---|---|---|
 Мономер целлобиогидролазы, Trichoderma reesei | |||
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 3.2.1.91 | ||
| Номер CAS. | 37329-65-0 | ||
| Базы данных | |||
| ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
| БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
| Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
| КЕГГ | КЕГГ запись | ||
| МетаЦик | метаболический путь | ||
| ПРЯМОЙ | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
| |||
Целлюлозо-1,4-β-целлобиозидаза ( EC 3.2.1.91 , экзоцеллобиогидролаза, β-1,4-глюкан целлобиогидролаза, β-1,4-глюкан целлобиозилгидролаза, 1,4-β-глюкан целлобиозидаза, экзоглюканаза, авицелаза, CBH 1, целлюлаза C1, целлобиогидролаза I, целлобиогидролаза, экзо-β-1,4-глюкан целлобиогидролаза, 1,4-β- D -глюкан целлобиогидролаза, целлобиозидаза) представляет собой фермент , представляющий интерес из-за его способности превращать целлюлозу в полезные химические вещества, особенно целлюлозный этанол .
Основным технологическим препятствием для широкого использования целлюлозы в качестве топлива по-прежнему остается отсутствие недорогих технологий переработки целлюлозы. [ 1 ] Одним из решений является использование организмов, способных осуществлять такое преобразование. [ 1 ] Разработка таких организмов, как Saccharomyces cerevisiae , способных секретировать высокие уровни целлобиогидролаз, уже ведется. [ 1 ] Целлобиогидролазы представляют собой экзоглюканазы, полученные из грибов.
Систематическое название — 4-β- D -глюкан целлобиогидролаза (невосстанавливающий конец). [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
Функция
[ редактировать ]Этот фермент катализирует гидролиз D (1→4)-β- - глюкозидных связей в целлюлозе и целлотетраозе , высвобождая целлобиозу с невосстанавливающих концов цепей.
Например, CBH1 дрожжей состоит из сайта связывания углеводов, линкерной области и каталитического домена. [ 6 ] Как только целлюлозная цепь связывается, она проходит через активный центр туннельной формы, где целлюлоза расщепляется на два сегмента сахара, называемые целлобиозой. [ 6 ] [ 7 ] Структуру фермента можно увидеть на первом рисунке. На втором рисунке показана активность фермента и показано связывание целлюлозы с ферментом, а также продукта этого этапа - целлобиозы. Однако исследования показывают, что активность CBH1 очень сильно ингибируется целлобиозой. Определение фермента, который не так сильно ингибируется продуктом, или поиск способа удаления целлобиозы из среды фермента — это лишь еще один пример многих проблем, с которыми сталкивается использование этих ферментов для создания биотоплива. [ 8 ]
После вышеуказанного этапа процесс создания этанола выглядит следующим образом: [ 9 ] 3. Отделение сахаров от другого растительного материала. 4. Микробная ферментация раствора сахара с получением спирта. 5. Дистилляция для очистки продуктов и производства спирта чистотой примерно 9%. 6. Дальнейшая очистка для доведения чистоты этанола примерно до 99,5%.
В этой области также были достигнуты некоторые заметные улучшения. Например, был разработан штамм дрожжей, способный вырабатывать собственный фермент, переваривающий целлюлозу, что позволило бы проводить разложение целлюлозы и этапы ферментации одновременно. [ 10 ] Это важное событие в том смысле, что оно делает более возможным крупномасштабное промышленное применение.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Ильмен М, ден Хаан Р, Бревнова Е, Макбрайд Дж, Висволл Е, Фрелих А, Койвула А, Вотилайнен С.П., Сиика-Ахо М, Ла Гранж Д.С., Торнгрен Н., Альгрен С., Меллон М., Делео К., Раджгархия В., ван Зил WH, Пенттиля М (сентябрь 2011 г.). «Высокий уровень секреции целлобиогидролаз Saccharomyces cerevisiae » (PDF) . Биотехнология для биотоплива . 4:30 . дои : 10.1186/1754-6834-4-30 . ПМЦ 3224389 . ПМИД 21910902 .
- ^ Бергхем Л.Е., Петтерссон Л.Г. (август 1973 г.). «Механизм ферментативной деградации целлюлозы. Очистка целлюлолитического фермента Trichoderma viride, действующего на высокоупорядоченную целлюлозу» . Европейский журнал биохимии . 37 (1): 21–30. дои : 10.1111/j.1432-1033.1973.tb02952.x . ПМИД 4738092 .
- ^ Эрикссон К.Е., Петтерссон Б. (февраль 1975 г.). «Внеклеточная ферментативная система, используемая грибом Sporotrichum pulverulentum ( Chrysosporium lignorum) для расщепления целлюлозы. 3. Очистка и физико-химическая характеристика экзо-1,4-β-глюканазы» . Европейский журнал биохимии . 51 (1): 213–8. дои : 10.1111/j.1432-1033.1975.tb03921.x . ПМИД 235428 .
- ^ Холливелл Дж., Гриффин М., Винсент Р. (апрель 1972 г.). «Роль компонента С 1 в целлюлолитических системах» . Биохимический журнал . 127 (2): 43П. дои : 10.1042/bj1270043Pa . ПМЦ 1178673 . ПМИД 5076675 .
- ^ Зверлов В.В., Великодворская Г.В., Шварц В.Х., Бронненмайер К., Келлерманн Дж., Штауденбауэр В.Л. (июнь 1998 г.). «Мультидоменная структура и целлюлосомальная локализация целлобиогидролазы CbhA Clostridium thermocellum » . Журнал бактериологии . 180 (12): 3091–9. дои : 10.1128/JB.180.12.3091-3099.1998 . ПМК 107808 . ПМИД 9620957 .
- ^ Jump up to: а б «Целлюлазные ферменты для преобразования биомассы в биотопливо и химикаты» . Портал энергетических инноваций . Проверено 1 марта 2012 г.
- ^ «Ферменты для исследований в области альтернативной энергетики» . Сигма Олдрич .
- ^ Ду Ф, Вольгер Э, Уоллес Л, Лю А, Капер Т, Келемен Б (май 2010 г.). «Определение ингибирования продуктов CBH1, CBH2 и EG1 с использованием нового анализа целлюлазной активности». Прикладная биохимия и биотехнология . 161 (1–8): 313–7. дои : 10.1007/s12010-009-8796-4 . ПМИД 19830597 . S2CID 36288505 .
- ^ Чжу JY, Пан XJ, Ван Г.С., Гляйснер Р. (апрель 2009 г.). «Предварительная сульфитная обработка (SPORL) для надежного ферментативного осахаривания ели и красной сосны». Биоресурсные технологии . 100 (8): 2411–8. doi : 10.1016/j.biortech.2008.10.057 . ПМИД 19119005 .
- ^ Галазка, Джонатан М.; Тянь, Чаогуан; Бисон, Уильям Т.; Мартинес, Бруно; Гласс, Н. Луиза; Кейт, Джейми HD (2010). «Перенос целлодекстрина в дрожжах для улучшения производства биотоплива» . Наука . 330 (6000): 84–86. Бибкод : 2010Sci...330...84G . дои : 10.1126/science.1192838 . ПМИД 20829451 . S2CID 20444539 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Целлюлоза + 1,4-бета-целлобиозидаза + (невосстанавливающий + конец) в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
