酶简介五:溶解性多糖单氧酶(LPMOs)​​​​​​​

发布时间:2016/3/30  浏览数:1073次

纤维素有晶体和非晶体两种构相。为了使纤维素水解多糖酶(纤维素内切酶、外切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶)更有效,纤维素多糖链在水解前通常需要预处理一下。最近四年发现溶解性多糖单氧酶(LPMO)有以下两个个特性:a)能够分解纤维素及类似的多糖结晶相;b)提高水解纤维素的活性速率。根据这些特性推测LPMO可能是生物能转化为化学品和燃料的一个关键元素。

溶解性多糖单氧酶(LPMO)是一种在真菌和细菌中都存在的金属酶。几个晶体结构显示该种酶包含一个铜原子和两个组氨酸残基,而一些真菌的LPMO也拥有纤维素结合区域。所有已知的LPMO都含有相对平坦的活性酶结合位点已让酶与晶体纤维素结合,而此活性位点与水解纤维素酶的沟槽形活性区域相差很大。LPMO将多糖的C1或C4位羟化,而多糖则可以是纤维素、几丁质、或更小的糖链。这种羟化作用需要氧气,以及一个还原剂以将氧气分子的第二个氧原子转化为水。此还原剂可以是小分子(例如没食子酸或者抗坏血酸盐)或者是纤维二糖脱氢酶。在LPMO的羟化作用下,一个半缩酮产生并进一步导致多糖链的裂开;C1羟基化分裂位点产生了一个醛糖酸/内酯;C4羟基化产生了一个4-氧化糖(请见下图)。


将LPMO与水解纤维素酶协同使用的话能够将纤维素反应的速率能够提升2倍以上。虽然反应介质中需要的氧气而让实现商业化使用很有挑战性,但是目前诺维信和杰能科都已经涉及LPMO的研究了。


相关文献

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