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生物酶预处理对苹果木组分及结构性能的影响 被引量:1
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作者 李书磊 袁洁莹 +3 位作者 刘喆赟 李一博 楚杰 余瑞金 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期41-48,共8页
以苹果木为研究对象,通过构建生物酶对苹果木的预处理体系,研究不同生物酶预处理条件对苹果木组分及结构性能的影响,并分析酶液重复利用的可行性。试验分析结果表明:使用裂解多糖单加氧酶(LPMOs)在较为适宜的环境下对苹果木进行预处理... 以苹果木为研究对象,通过构建生物酶对苹果木的预处理体系,研究不同生物酶预处理条件对苹果木组分及结构性能的影响,并分析酶液重复利用的可行性。试验分析结果表明:使用裂解多糖单加氧酶(LPMOs)在较为适宜的环境下对苹果木进行预处理的效果优于常规蒸煮法。与无处理组相比,蒸煮组苹果木纤维素质量分数上升了2.73%,半纤维素质量分数上升1.61%,木质素质量分数下降了4.38%;与无处理组相比,效果较优的酶预处理组苹果木纤维素质量分数上升了12.8%,半纤维素质量分数上升了7.53%,木质素的质量分数下降了16.37%。红外光谱分析表明,酶处理后的木粉在3340 cm^(-1)处的羟基O—H伸缩振动、2900 cm^(-1)处的C—H伸缩振动与1423 cm^(-1)处的苯环骨架C—H在平面上的弯曲振动均有不同程度增强,表示其纤维素质量分数有所增加,其他特征峰的变动表明了预处理后半纤维素质量分数的增加与木质素质量分数的减少,与组分分析得到的结果一致。XRD分析表明,未处理木粉样品的结晶度为28.9%,蒸煮组结晶度较之降低了5.7%,酶预处理组结晶度较之增加了7.6%。酶预处理与蒸煮样品的晶粒尺寸增加,酶预处理后的苹果木样品结晶区(002)面层的间距减少,而蒸煮后样品结晶区(002)面层的间距增大。采用重吸附法回收酶处理液并进行重复试验与组分分析,结果表明:经回收的LPMOs依然有较为良好的活性,总纤维素质量分数比蒸煮处理组增加了2.47%,纤维素质量分数比蒸煮处理组增加了1.37%,半纤维素质量分数增加了1.1%,木质素质量分数减少了3.47%,符合酶预处理苹果木的组分变化规律,同时可见LPMOs具有循环利用的可行性。LPMOs预处理可有效地降解木材中的木质素,使纤维素与半纤维素的质量分数增加,纤维表面疏松多孔。LPMOs预处理苹果木具有提升木纤维性能的作用,其纤维整体比蒸煮软化得到的木纤维各方面性能更优异,并且酶液具有重复利用的可行性。 展开更多
关键词 苹果木 生物酶预处理 裂解多糖单加氧酶(lpmos) 木材组分 结构特性
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嗜热毁丝菌裂解性多糖单加氧酶TtLPMO9I的酶学性质及其功能研究 被引量:1
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作者 郑菲 杨俊钊 +2 位作者 牛羽丰 李蕊麟 赵国柱 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期289-299,共11页
【目的】为挖掘新型裂解性多糖单加氧酶(LPMO)酶资源,探究LPMO在辅助降解纤维素过程中起到的重要作用。【方法】从Thermothelomyces thermophilus基因组中克隆表达了一个新型LPMO酶TtLPMO9I,系统地分析了其序列及结构的进化特征;采用DN... 【目的】为挖掘新型裂解性多糖单加氧酶(LPMO)酶资源,探究LPMO在辅助降解纤维素过程中起到的重要作用。【方法】从Thermothelomyces thermophilus基因组中克隆表达了一个新型LPMO酶TtLPMO9I,系统地分析了其序列及结构的进化特征;采用DNS法表征了TtLPMO9I的酶学性质;在反应体系中添加不同浓度的抗坏血酸探究外部电子供体对TtLPMO9I活性的影响;以玉米秸秆和微晶纤维素为底物,通过检测还原糖的生成量计算获得TtLPMO9I与纤维素酶的协同作用效果。【结果】TtLPMO9I在60℃,pH 5.0时表现出最佳酶活力。在60℃孵育12 h后,仍能剩余54%的活性。经pH 6.0-8.0处理12 h后,酶活无损失。添加外部电子供体抗坏血酸使TtLPMO9I的活性提高至184%。在玉米秸秆和微晶纤维素降解过程中,TtLPMO9I与纤维素酶表现出良好的协同作用效果。将50-200μg的TtLPMO9I添加至降解体系中,还原糖产量分别提高了34%-142%和6%-46%。【结论】TtLPMO9I不仅具有良好的温度稳定性和pH稳定性,在木质纤维素的降解过程中也具有突出的作用效果,为工业生产应用提供了潜在的优质酶资源。 展开更多
关键词 裂解性多糖单加氧酶(LPMO) 异源表达 酶学性质 协同降解
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丝状真菌Podospora anserina AA11家族裂解多糖单加氧酶基因的鉴定和功能研究 被引量:2
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作者 杜文珍 李元敬 +4 位作者 吴佳玲 陈思羽 姜亮 刘刚 谢宁 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1128-1146,共19页
辅助活性蛋白家族(auxiliary activity family,AA family)中的裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenase,LPMO)能催化纤维素、几丁质和淀粉等多种难降解碳水化合物的氧化解聚。尽管目前对LPMO的酶学研究较多,但对LPMO基因... 辅助活性蛋白家族(auxiliary activity family,AA family)中的裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenase,LPMO)能催化纤维素、几丁质和淀粉等多种难降解碳水化合物的氧化解聚。尽管目前对LPMO的酶学研究较多,但对LPMO基因失活的研究却鲜有报道。本研究利用同源重组方法定点敲除丝状真菌Podospora anserina中AA11家族的5个LPMO基因PaLPMO11A(Pa_4_4790)、PaLPMO11B(Pa_1_5310)、PaLPMO11C(Pa_2_7840)、PaLPMO11D(Pa_2_8610)和PaLPMO11E(Pa_3_9420),分别构建了单突变体ΔPaLPMO11A(ΔA)、ΔPaLPMO11B(ΔB)、ΔPaLPMO11C(ΔC)、ΔPaLPMO11D(ΔD)和ΔPaLPMO11E(ΔE),然后通过遗传杂交构建所有多基因突变体。通过在不同碳源培养基上的表型分析、DAB和NBT染色以及纤维素酶活测定分析野生型菌株与突变型菌株在生长速率、有性生殖、氧化应激和纤维素降解能力等方面的差异,揭示LPMO11基因在P.anserina菌株的生长发育和木质纤维素降解过程中的作用。实验结果表明,在不同纤维素碳源上,ΔBΔCΔE、ΔAΔBΔCΔE、ΔAΔCΔDΔE和ΔAΔBΔCΔDΔE突变型菌株的有性生殖能力降低,其余突变型菌株的孢子萌发效率、生长速率和生殖能力几乎没有差异。PaLPMO11家族5个基因的同时缺失,会导致菌株利用各种碳源的能力明显降低、生长速率降低、孢子萌发率降低、子实体数减少、部分子实体发育异常、寿命缩短和降解纤维素的能力显著下降,但仍有野生型45%以上的总纤维素酶活力。上述结果表明,LPMO11基因可能参与P.anserina的生长发育、有性生殖、衰老和纤维素降解过程。本研究为系统阐述丝状真菌P.anserina中木质纤维素降解的调控机制提供参考。 展开更多
关键词 丝状真菌 Podospora anserina LPMO11 基因敲除 木质纤维素降解
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From bench to biorefinery: custom cellulolytic cocktail development for 2G ethanol
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作者 Yashika Raheja Varinder Singh +3 位作者 Vivek Kumar Gaur Gaurav Sharma Adrian Tsang Bhupinder Singh Chadha 《Systems Microbiology and Biomanufacturing》 2025年第3期1211-1219,共9页
This study reports the development of a novel and cost-effective cellulolytic enzyme cocktail,named Remzyme,using Rasamsonia emersonii.By supplementing the heterologously expressed carbohydrate-active enzymes(CAZymes)... This study reports the development of a novel and cost-effective cellulolytic enzyme cocktail,named Remzyme,using Rasamsonia emersonii.By supplementing the heterologously expressed carbohydrate-active enzymes(CAZymes)such as lytic polysaccharide monooxygenase(Rem_LPMO1,Rem_GH7CBHI),and xylanase(Malci_GH10xyl),the cocktail was optimized using a Simplex lattice mixture design.This innovative blend achieved a saccharification efficiency of 98.59%when applied to unwashed,acid/steam-pretreated rice straw slurry sourced from an industrial-scale 2G ethanol plant.The process was conducted under industrially relevant conditions with 15%substrate loading and protein loading of 8 mg/g dry substrate.Remarkably,the Remzyme cocktails was comparable to the leading commercial enzyme mix,CellicCTec3,at equivalent protein loadings,underscoring its potential as a cost-effective alternative in enzymatic saccharification.The study demonstrates the synergistic efficacy of accessory enzymes and core cellulases,offering significant advancements in enzyme technology for biorefinery applications. 展开更多
关键词 Rasamsonia Emersonii Recombinant enzymes LPMO 2G ethanol Cost effective cellulase
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一种几丁质裂解性多糖单加氧酶的活性评价及稳定性研究 被引量:3
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作者 于晓男 刘霖 +1 位作者 屈明博 杨青 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期189-199,共11页
【目的】裂解性多糖单加氧酶(LPMO)是一类铜离子依赖型的单加氧酶,能够通过氧化的方式断裂糖苷键,进而显著提高多糖的降解效率,受到广泛的关注。但是LPMO单加氧酶的性质使其容易被自身氧化而失活,且底物的聚合性质和释放产物的多样性使... 【目的】裂解性多糖单加氧酶(LPMO)是一类铜离子依赖型的单加氧酶,能够通过氧化的方式断裂糖苷键,进而显著提高多糖的降解效率,受到广泛的关注。但是LPMO单加氧酶的性质使其容易被自身氧化而失活,且底物的聚合性质和释放产物的多样性使得对LPMO催化过程活性的评估变得十分困难。【方法】本研究以2,6-二甲氧基苯酚(2,6-DMP)和H2O2为底物,建立了测定几丁质裂解性多糖单加氧酶(BtLPMO10A)活性的评价体系,并研究该酶在降解几丁质底物过程中的稳定性。【结果】研究发现,在测定BtLPMO10A活性的过程中,较高的酶浓度,过氧化氢浓度和2,6-DMP浓度均使得反应过程脱离了线性范围,而抗坏血酸的加入能够提高灵敏度,但是对活性测定过程有较大影响。BtLPMO10A对2,6-DMP和H2O2的Km分别为0.53 mmol/L和5.31 mmol/L,亲和性高于纤维素裂解活性的NcLPMO9C。BtLPMO10A在还原剂抗坏血酸存在的条件下容易失活,但底物几丁质的加入能够一定程度上稳定LPMO的活性,但是其在降解几丁质过程中活性依然会下降。【结论】本研究以2,6-二甲氧基苯酚为底物检测BtLPMO10A对底物的亲和力,并研究BtLPMO10A的稳定性,为深入评价具有几丁质氧化裂解活性的LPMO的稳定性及其在几丁质降解过程中的应用提供了重要信息。 展开更多
关键词 LPMO 2 6-二甲氧基苯酚 稳定性 几丁质 H_(2)O_(2)
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