孫小寶，萬(wàn)嘉欣，曹佳雯，斯越秀，王謙

浙江萬(wàn)里學(xué)院 生物與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波 315100

碳水化合物是自然界中重要的化學(xué)物質(zhì)，是地球上生命存在的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。木質(zhì)纖維素是植物細(xì)胞壁的主要組成部分 (占90%以上)，主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，是自然界中分布廣泛且數(shù)量極多的生物質(zhì)資源。由于缺乏有效的利用方式，植物莖桿等廢棄物絕大部分被焚燒，不僅造成資源浪費(fèi)，而且加劇環(huán)境污染，亟需尋找對(duì)其進(jìn)行綜合利用的途徑。然而，纖維素等多聚糖需要被降解成寡糖或單糖后才能被有效利用。目前，木質(zhì)纖維素的降解方法主要有化學(xué)水解法和酶水解法。與化學(xué)法相比，酶水解法具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，因而受到廣泛關(guān)注。利用微生物產(chǎn)生的糖苷水解酶(Glycosyl hydrolase, GH) 分解和轉(zhuǎn)化木質(zhì)纖維素，是生物質(zhì)利用的有效途徑，近年來(lái)對(duì)于糖苷水解酶的研究取得了很大進(jìn)展[1]。從化學(xué)反應(yīng)過(guò)程來(lái)看，GH水解纖維素生成葡萄糖的過(guò)程主要涉及α/β-1,4-糖苷鍵的斷裂，很難對(duì)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的木質(zhì)纖維素進(jìn)行有效降解。一方面，由于木質(zhì)纖維素物理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相鄰的多糖鏈之間可通過(guò)氫鍵形成高度有序的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，許多天然的纖維素還包埋在木質(zhì)素和半纖維素中，這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使木質(zhì)纖維素的降解難度增加；另一方面，由于GH酶活性低下、不耐高溫、不耐酸堿或反應(yīng)過(guò)程中存在抑制劑等因素，極大制約了其規(guī)模化的應(yīng)用。此外，植物細(xì)胞壁中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等組分呈復(fù)雜的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，單一水解酶很難有效分解。

最新研究表明，最初被碳水化合物活性酶數(shù)據(jù)庫(kù) (Carbonhydrate-activity enzymes database，CAZy) 劃分為糖苷水解酶61家族 (GH61) 和碳水化合物結(jié)合域 33家族 (Carbohydrate-binding module family 33，CBM33) 的一些成員具有多糖單加氧酶的活性[2-3]。這一重大發(fā)現(xiàn)改變了傳統(tǒng)酶法降解結(jié)晶多糖的模式，也使得GH61成為了木質(zhì)纖維素資源開(kāi)發(fā)研究的新熱點(diǎn)，這些基因被稱為溶解性多糖單加氧酶 (Lytic polysaccharide monooxygenase, LPMO/PMO)。

傳統(tǒng)的木質(zhì)纖維素降解過(guò)程主要是在外切葡聚糖酶、內(nèi)切葡聚糖酶、纖維二糖酶等一系列水解酶的作用下，通過(guò)打斷糖苷鍵的方式來(lái)降解木質(zhì)纖維素。與傳統(tǒng)GH水解多聚糖鏈的方式不同，LPMO能夠通過(guò)氧化作用斷裂糖苷鍵產(chǎn)生寡糖鏈，暴露更多糖苷水解酶結(jié)合的位點(diǎn)，從而加快反應(yīng)進(jìn)程，提高寡糖或單糖的生成量 (圖 1)[4]。因此，LPMO是一種全新的生物質(zhì)降解酶，改變并進(jìn)一步豐富了生物質(zhì)的降解模式。

1 LPMO的發(fā)現(xiàn)

LPMO廣泛存在于細(xì)菌與真菌中。早在20世紀(jì) 80年代，研究人員在粘質(zhì)沙雷氏菌Serratia marcescens中發(fā)現(xiàn)了一種分子量較小 (約21 kDa)的CBM33家族蛋白[5]。到了90年代，Suzuki等[6]發(fā)現(xiàn)它對(duì)β-幾丁質(zhì)有很強(qiáng)的結(jié)合力，因此命名為幾丁質(zhì)結(jié)合蛋白 (Chitin binding protein，CBP21)。2010年，Vaaje-Kolstad等[7-8]進(jìn)一步通過(guò)對(duì)粘質(zhì)沙雷氏菌來(lái)源的CBP21研究發(fā)現(xiàn)，該蛋白是一種氧化酶，在氧和電子供體的存在下，能夠隨機(jī)氧化裂解幾丁質(zhì)的多糖鏈。并且，CBP21是一種金屬依賴性酶，通過(guò)添加金屬螯合劑EDTA和突變金屬結(jié)合位點(diǎn)，會(huì)引起蛋白失活。進(jìn)一步研究顯示，CBP21活性可能與銅離子等二價(jià)金屬離子密切相關(guān)[9]。由于其具有一定的內(nèi)切葡聚糖酶活性，CBP21最初被劃分為GH61家族。

圖1 LPMO參與纖維素降解的工作模型Fig.1 LPMO participates in a working model of the degradation of cellulose.

2011年，研究人員發(fā)現(xiàn)來(lái)自太瑞斯梭殼孢霉Thielavia terrestris的 GH61E和嗜熱子囊菌Thermoascus aurantiacus的GH61A對(duì)木質(zhì)纖維素和傳統(tǒng)的糖苷酶底物均無(wú)水解作用。但將太瑞斯梭殼孢霉的發(fā)酵液與等量的瑞氏木霉Trichoderma reesei復(fù)合纖維素酶混合后，纖維素降解效果較好，糖轉(zhuǎn)化的效率明顯提高。即使復(fù)合纖維素酶的總量減少一半，仍能保證相同的水解效果。進(jìn)一步通過(guò)比較太瑞斯梭殼孢霉和瑞氏木霉胞外纖維素酶系的差別，發(fā)現(xiàn)3個(gè)可能與糖轉(zhuǎn)化相關(guān)的胞外酶GH61B、GH61E和GH61G。它們并不屬于GH61家族，但可以顯著提高纖維素酶對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玉米秸稈的水解作用[10]。直到2011年底，這些酶才被正式命名為L(zhǎng)PMO/PMO。此后，更多的研究證明這些酶并不是真正的糖苷水解酶，而屬于氧化酶類[11]。

2 LPMO的結(jié)構(gòu)與催化機(jī)制

研究人員利用多重同晶置換 (Multiple isomorphous replacement，MIR) 獲得太瑞斯梭殼孢霉的 GH61E的三維結(jié)構(gòu) (圖 2)。GH61E是一個(gè)結(jié)構(gòu)致密、含有兩個(gè)β折疊所組成的三明治結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有金屬離子的結(jié)合位點(diǎn)。在金屬離子存在的情況下，LPMO才能發(fā)揮它的氧化功能。GH61E和TrGH61B蛋白結(jié)構(gòu)在靠近蛋白N末端都有3個(gè)高度保守的組氨酸，這些氨基酸可能與金屬離子結(jié)合、傳遞電子過(guò)程有著重要聯(lián)系[10]。

圖2 LPMO的三維結(jié)構(gòu)[10]Fig.2 The three-dimensional structures of LPMOs[10].(A) GH61E.(B) TrGH61B (PDB ID 2VTC).(C) Cellulosebinding modulefamily 1 (PDB ID 1CBH).

目前，對(duì)于LPMO確切的作用機(jī)制仍不清楚。通常認(rèn)為，在氧分子和電子供體存在時(shí)，LPMO可氧化斷裂多聚糖主鏈的β-1,4糖苷鍵，釋放出寡糖，用于后續(xù)的進(jìn)一步降解。電子供體通常為小分子還原劑，如抗壞血酸和沒(méi)食子酸或纖維二糖脫氫酶 (Cellobiose dehydrogenase，CDH) 等酶類還原劑[12]。研究人員利用電子順磁共振 (Electron paramagnetic resonance，EPR) 對(duì)LPMO的功能位點(diǎn)構(gòu)象和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)LPMO的催化過(guò)程需要二價(jià)金屬離子 (如 Cu2+、Co2+、Fe2+等) 才能發(fā)揮作用釋放出寡糖[7,13-15]。進(jìn)一步研究顯示，LPMO是通過(guò)銅離子在Cu+與Cu2+之間的轉(zhuǎn)變來(lái)催化底物 (圖3)[16-18]。CDH蛋白含有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別是結(jié)合黃素腺嘌呤二核苷酸 (Flavin adenine dinucleotide，F(xiàn)AD) 的脫氫酶結(jié)構(gòu)域(Dehydrogenase domain，DH) 和結(jié)合細(xì)胞色素結(jié)構(gòu)域 (Cytochrome domain，CYT)。催化過(guò)程中，F(xiàn)AD被還原成FADH2產(chǎn)生電子，與此同時(shí)，在有氧環(huán)境中LPMO與Cu離子結(jié)合，形成LPMO-Cu(II)復(fù)合物。CDH產(chǎn)生的電子可將 LPMO-Cu(II)復(fù)合物轉(zhuǎn)化成LPMO-Cu(I)復(fù)合物 (圖3A)，該復(fù)合物隨后與氧分子結(jié)合，氧分子的電子轉(zhuǎn)移給 Cu從而形成 Cu的過(guò)氧化物中間體。該中間體能夠從多糖鏈內(nèi)部的葡萄糖單體C1或C4位置奪取1個(gè)氫原子，形成碳水化合物多糖的自由基和過(guò)氧化氫銅的中間體。CDH的電子會(huì)使中間體的O-O鍵發(fā)生斷裂，釋放出水分子并形成銅氧自由基，與之前形成的自由基發(fā)生偶合，在C1或C4位置生成羥基化的多糖，最終生成醛酮糖或者糖內(nèi)酯(圖 3B)[12-13,19]。

LPMO的氧化作用可發(fā)生在多聚糖糖環(huán)上C1、C4和C6位，其中以C1和 (或) C4較為常見(jiàn)。2014年，F(xiàn)orsberg等[20]發(fā)現(xiàn)來(lái)自天藍(lán)色鏈霉菌Streptomyces coelicolor的ScLPMO10B的氧化作用發(fā)生在C1和C4位。因此，根據(jù)LPMO催化機(jī)制的不同，可以將其大致分為 PMO-1型、PMO-2型和PMO-3型3類。其中PMO-1型作用于C1，從多糖鏈葡萄糖單體的 C1奪取氧原子產(chǎn)生內(nèi)酯型糖，接著內(nèi)酯型的糖被轉(zhuǎn)化為醛糖酸，該醛酮糖被磷酸化之后，通過(guò)磷酸戊糖途徑被代謝；PMO-2型作用于C4，從多糖鏈葡萄糖單體的C4奪取氫原子生產(chǎn)非還原端被氧化的醛酮糖；PMO-3型作用于 C1或 C4位[21]，但由于 C4和C6催化產(chǎn)物具有相同的分子量，多數(shù)研究者對(duì)于是否發(fā)生 C6氧化仍存在爭(zhēng)議，需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

圖3 LPMO反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)電子供體介導(dǎo)Cu+與Cu2+互相轉(zhuǎn)化的催化機(jī)制Fig.3 Bioconversion between Cu+ and Cu2+ during LPMO catalysis via electron donor.

基于LPMO的氧化作用和糖苷水解酶的水解作用，LPMO與不同糖苷水解酶 (如葡聚糖酶、木聚糖酶、纖維二糖脫氫酶等) 協(xié)同作用時(shí)，可顯著提高木質(zhì)纖維素的轉(zhuǎn)化效果。前期工作中，我們將來(lái)自枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis的LPMO與甘露聚糖酶協(xié)同催化底物，發(fā)現(xiàn)可提高甘露聚糖底物的轉(zhuǎn)化效率 (數(shù)據(jù)尚未發(fā)表)。反應(yīng)過(guò)程中，LPMO以氧化方式打斷多糖長(zhǎng)鏈，釋放出更多還原端，與糖苷水解酶協(xié)同、發(fā)揮加成作用，大幅度提高酶解效率[22]。如圖1所示，內(nèi)切葡聚糖和外切葡聚糖酶單獨(dú)作用時(shí)，很難水解纖維素的結(jié)晶區(qū)；當(dāng)與LPMO協(xié)同作用時(shí)，LPMO在電子供體CDH及金屬離子存在下，隨機(jī)斷裂纖維素結(jié)晶區(qū)間的糖苷鍵，暴露出更多還原端，有助于內(nèi)切葡聚糖和外切葡聚糖酶結(jié)合在纖維素鏈的結(jié)晶區(qū)上，從而加快纖維素的降解速率 (圖1)。

3 LPMO的分類

根據(jù)LPMO催化糖環(huán)上的位點(diǎn)不同，可大致將其分為 3類：PMO-1、PMO-2和 PMO-3型。但這種方式不能對(duì)LPMO進(jìn)行合理分類，甚至有些酶可同時(shí)歸為PMO-1型和PMO-3型，從而產(chǎn)生混淆。隨著更多深入研究的開(kāi)展，研究人員發(fā)現(xiàn)不同家族的LPMO不僅來(lái)源不同，其對(duì)底物的選擇性也不相同。部分LPMO同時(shí)還具有纖維素的降解能力[23]、幾丁質(zhì)的降解能力[24]或淀粉的降解能力[22]。

2013年，Levasseur等[3]通過(guò)系統(tǒng)分析 CAZy數(shù)據(jù)庫(kù)中的LPMO蛋白來(lái)源和底物類型等信息，將LPMO重新劃分為輔助酶類家族 (Auxiliary activity，AA)。系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析也表明，總體聚類形成 4個(gè)基因簇，分別為 AA9、AA10、AA11和AA13家族 (圖4)。其中，AA9、AA11和AA13家族LPMO主要在真菌中發(fā)現(xiàn)。AA10家族則是以細(xì)菌為主，但也含有少量真核生物和病毒。Meera等[25]從煙曲霉MKU1克隆得到的AA9家族蛋白對(duì)羧甲基纖維素鈉底物催化活性最高，達(dá)到0.549 IU/mg。而來(lái)自奇跡束絲放線菌Actinosynnema mirumDSM 43827的Am5屬于AA10家族，對(duì)幾丁質(zhì)有氧化活性且吸附作用較強(qiáng)，但對(duì)纖維素?zé)o催化能力且吸附能力較弱[26]。研究顯示，AA10家族的 LPMO對(duì)不同形態(tài)的同一底物，結(jié)合能力也不相同。如來(lái)自蘇云金芽孢桿菌Bacillus thuringiensis的BtLPMO10A[27]、灰色鏈霉菌Streptomyces griseus的SgLPMO10F[28]以及李斯特氏菌Listeria monocytogenes的LmLPMO10[29]對(duì)α和β-幾丁質(zhì)均具有很強(qiáng)的吸附能力，對(duì)微晶纖維素、膠體幾丁質(zhì)(Colloidal chitin) 和幾丁質(zhì)珠 (Chitin beads) 吸附能力較弱。值得注意的是，LmLPMO10對(duì)纖維素的吸附能力也很強(qiáng)。

圖4 LPMOs系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析Fig.4 Phylogenetic tree analysis of LPMOs.

綜上所述，AA9家族LPMO作用的底物主要為纖維素。AA10和AA11家族LPMO作用的底物主要為幾丁質(zhì)，也有少數(shù)成員可催化纖維素[30]。AA13家族LPMO可催化淀粉降解 (表1)。此外，原來(lái)的GH61家族和CBM33家族蛋白分別被劃為AA9和AA10家族。氨基酸序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)，所有LPMO成熟肽序列第一個(gè)氨基酸都含有一個(gè)完全保守的組氨酸。同時(shí)，第二個(gè)組氨酸結(jié)合中心附近存在相對(duì)保守的序列排布規(guī)律。其中，AA9家族為 H-X8-Q/E-X-Y，AA10家族為 R-X4-E-X-F或H-X2-Q-X-Y，AA11家族為N-X-E-X-Y，AA13家族為 Q-X2-Q-X-Y (圖 5)[19]。

4 LPMO活性測(cè)定方法

糖苷水解酶活性測(cè)定的方法主要通過(guò)測(cè)定產(chǎn)物的生量成以及底物的消耗量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，LPMO是具有氧化活性的酶，直接催化底物降解的效率并不高，因此很難實(shí)現(xiàn)直接測(cè)定寡糖生成量來(lái)實(shí)現(xiàn)酶活測(cè)定。目前，測(cè)定LPMO活性的方法主要包括以下幾種。

表1 LPMO的分類、來(lái)源及特征Table 1 Subfamily, organism and characteristics of LPMOs

圖5 LPMOs氨基酸序列比對(duì)Fig.5 Amino acid sequence alignment of LPMOs.

4.1 DNS法

將 LPMO與糖苷水解酶協(xié)同作用纖維素底物，與DNS試劑混合后加熱顯色，測(cè)定還原糖的OD540吸光值，通過(guò)對(duì)比單獨(dú)測(cè)活以及協(xié)同測(cè)活以產(chǎn)物的提高量來(lái)判定LPMO活性。該方法操作簡(jiǎn)便，成本低，但靈敏度較低，只能檢測(cè)到還原性糖，對(duì)于部分產(chǎn)物如一些非還原性的寡糖則無(wú)法檢測(cè)。此外，LPMO微弱的活性容易被背景干擾。

4.2 色譜/質(zhì)譜法

采用電噴霧-飛行時(shí)間/質(zhì)譜 (Electrospray ionization-time-of-flight-mass spectrometry，ESITOF/MS) 正離子模式對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析鑒定，可與糖苷水解酶協(xié)同反應(yīng)后檢測(cè)寡糖生成量。如LPMO(Am5)、4 μmol/L抗壞血酸與幾丁質(zhì)酶協(xié)同降解幾丁質(zhì)，在37 ℃下反應(yīng)24 h，產(chǎn)物為幾丁四糖酸、幾丁五糖酸和幾丁六糖酸，可提高幾丁質(zhì)酶 60%的水解效率[26]。Forsberg等[43]將ScLPMO10B 在2 mmol/L抗壞血酸、20 mmol/L醋酸銨 (pH 6) 緩沖液中單獨(dú)反應(yīng)以及與纖維素酶 CelS2協(xié)同作用水解纖維素底物，反應(yīng)8-16 h，與單獨(dú)反應(yīng)相比，協(xié)同作用的水解效率明顯提高6倍左右，并通過(guò)高效離子色譜 (High performance anion exchange chromatography，HPAEC) 對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析，產(chǎn)物中成功分離出聚合度為 2-8的纖維寡糖，并通過(guò)質(zhì)譜成功鑒定其氧化位點(diǎn)是C4位。Westereng等[24]通過(guò)超高效液相色譜 (Ultra-high-performance liquid chromatography，UHPLC)，在紫外檢測(cè)器下測(cè)得產(chǎn)物聚合度為4-10的纖維寡糖。該方法可以高效且快速地對(duì)產(chǎn)物含量、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，適用于對(duì)極微量寡糖的檢測(cè)，分辨率與靈敏度高。雖然色譜/質(zhì)譜法操作較為復(fù)雜，且需要專門的工作站，但目前仍是最為有效、廣泛采用的方法。

4.3 熒光分析法

針對(duì)LPMO測(cè)活較為困難的現(xiàn)狀，Kittl等[44]提出了一種基于Amplex Red試劑的熒光分析法。Amplex Red是一種良好的過(guò)氧化物酶熒光底物，是高度靈敏和穩(wěn)定的H2O2探針。LPMO與O2在CDH、抗壞血酸或纖維二糖提供電子的情況下形成 H2O2，當(dāng)反應(yīng)體系中存在辣根過(guò)氧化物酶(Horse radish peroxidase，HRP) 時(shí)，Amplex Red試劑與H2O2以1∶1定量比反應(yīng)，形成高熒光的試鹵靈 (Resorufin)，可用于定量分析。該方法靈敏度很高，但穩(wěn)定性較差，所以在測(cè)定LPMO活性上并沒(méi)有被廣泛應(yīng)用。

5 LPMO的應(yīng)用

5.1 飼料添加劑

谷實(shí)類籽粒細(xì)胞壁主要由非淀粉多糖(Non-starch polysaccharide, NSP) 組成。NSP是除淀粉以外的多糖類物質(zhì)，是谷物類飼料中一種主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子，其抗?fàn)I養(yǎng)作用主要體現(xiàn)在溶于水后具有高度粘性。在牛、羊等反芻動(dòng)物的瘤胃中存在大量能催化木質(zhì)纖維素降解的瘤胃細(xì)菌、原蟲(chóng)和真菌，通過(guò)酶的催化使纖維素和半纖維素分解為瘤胃能夠吸收的小分子物質(zhì)[45]。然而，家禽等單胃動(dòng)物體內(nèi)不能產(chǎn)生降解NSP的酶類，動(dòng)物采食后，會(huì)增加腸道食糜的粘度，降低胃腸道運(yùn)動(dòng)對(duì)食糜的混合效率，從而影響消化酶與底物接觸和消化產(chǎn)物向小腸上皮絨毛滲透擴(kuò)散，阻礙飼料消化和養(yǎng)分吸收[46]。此外，NSP還會(huì)引起腸粘膜形態(tài)和功能的變化，導(dǎo)致雛禽胰腺腫大[47]。因此，在飼料中添加LPMO與糖苷水解酶可有效降解NSP，消除其抗?fàn)I養(yǎng)作用。同時(shí)，生成功能性低聚寡糖等益生元，減少家畜胃腸道病害，促進(jìn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)。

5.2 功能性食品

低聚寡糖是指含有 2-10個(gè)單糖通過(guò)糖苷鍵聚合而成的化合物，廣泛參與生命體的生理生化反應(yīng)，如促進(jìn)機(jī)體的健康發(fā)育、降低齲齒，能部分或全部替代口香糖、糕點(diǎn)和糖果中的糖類[48]。大多數(shù)功能性寡糖不被人體消化吸收，因此糖尿病和高血壓等慢性疾病患者均可以食用。

寡糖可作為底物被腸道內(nèi)的微生物發(fā)酵利用從而降低了腸道內(nèi) pH值，促進(jìn)腸道屏障功能、營(yíng)養(yǎng)吸收和免疫能力，減少腸道病原微生物。在飼糧中添加 0.2%纖維寡糖可使生長(zhǎng)豬平均日重提高7.51% (P<0.05)，料重降低5.93% (P<0.05)[49]。研究表明，殼寡糖能顯著促進(jìn)生長(zhǎng)期大鼠胰島β細(xì)胞的生長(zhǎng)和胰島素的釋放，為糖尿病患者的治療提供新的途徑[50]。糖苷水解酶可通過(guò)水解多聚糖生成低聚寡糖，額外加入LPMO與糖苷水解酶協(xié)同作用，可進(jìn)一步提升寡糖的生產(chǎn)效率，在功能性食品領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。

5.3 生物能源

木質(zhì)纖維素乙醇是指以林業(yè)如灌木、喬木枝葉干等森林廢棄物或農(nóng)副產(chǎn)品秸稈、玉米芯、中藥渣等為原料，通過(guò)木質(zhì)纖維素的降解發(fā)酵等工藝生產(chǎn)生物乙醇[51-52]。生物乙醇的轉(zhuǎn)化主要包括纖維素降解成單糖和單糖生物發(fā)酵兩個(gè)階段。其中，催化多聚糖生成可發(fā)酵單糖是生物乙醇制備的關(guān)鍵步驟，利用高效的纖維素降解菌或添加高效纖維素酶是提高木質(zhì)纖維素水解效率的常用手段[53]。將 LPMO應(yīng)用于單糖的生物轉(zhuǎn)化，發(fā)揮LPMO的氧化作用，協(xié)同糖苷水解酶的水解作用，是高效降解木質(zhì)纖維素生成單糖、進(jìn)一步糖酵解途徑生產(chǎn)生物乙醇的有效途徑。

6 結(jié)語(yǔ)

木質(zhì)纖維素因其組分的異質(zhì)性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，只有將其降解成寡糖或單糖才能更好地發(fā)揮作用。LPMO以氧化方式作用于多聚糖長(zhǎng)鏈，豐富了木質(zhì)纖維素的降解模式。當(dāng)與糖苷水解酶協(xié)同作用時(shí)，可加速降解底物的降解效率，如何最大程度地開(kāi)發(fā)其商業(yè)應(yīng)用潛力成為新的挑戰(zhàn)。目前，丹麥諾維信公司嘗試將LPMO加入到復(fù)合纖維素酶 Ce11icCTec3中，使纖維素乙醇生產(chǎn)成本降到約2美元/加侖，接近淀粉酒精和汽油的生產(chǎn)成本。這為利用LPMO高效降解木質(zhì)纖維素、進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生物乙醇提供了良好示范。

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