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木质素降解产物对纤维素酶和木聚糖酶水解的抑制

         
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在稀酸等化学预处理过程中,木质素会降解生成酚类等产物进入后续糖化阶段,研究表明这些木质素降解产物会抑制木质纤维降解酶的水解效率,然而其抑制机制尚不清楚.笔者选择了3种典型的木质素降解产物:香草醛、4?羟基苯甲醛和丁香醛,考察了它们对商品纤维素酶和木聚糖酶,以及单一关键纤维素酶组分和β?木糖苷酶水解的影响,并探讨其抑制规律.实验结果表明,这3种木质素降解产物对纤维素酶和木聚糖酶的水解均有抑制,其抑制能力随降解产物浓度的增加而增强.当3种木质素降解产物的质量浓度为10 mg/mL时,纤维素酶水解微晶纤维素48 h的葡萄糖得率由71.17％分别减少到33.80％、29.52％和32.03％,说明这3种木质素降解产物对纤维素酶的抑制作用差异不明显.3种木质素降解产物对β?葡萄糖苷酶水解纤维二糖的效率没有影响,但是会强烈抑制外切葡聚糖酶CBH I的酶活.当木质素降解产物的质量浓度为2 mg/mL时,与未添加木质素降解产物的酶活相比,CBH I酶活分别降低至79.64％、86.76％和71.89％,抑制强弱顺序为:丁香醛>香草醛>4?羟基苯甲醛.此外,3种木质素降解产物对木聚糖酶和β?木糖苷酶的抑制强弱顺序均为:4?羟基苯甲醛>香草醛>丁香醛,当3种木质素降解产物的质量浓度为10 mg/mL时,木聚糖酶水解木聚糖48 h的木糖得率由57.28％分别减少到12.26％、20.16％和30.43％.抑制动力学试验表明,4?羟基苯甲醛对CBH I的抑制属于竞争性抑制,对β?木糖苷酶的抑制属于非竞争性抑制.

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