微生物类膨胀素的功能研究

纤维素乙醇作为清洁可替代性能源已成为研究热点。纤维素的晶体结构使纤维素酶分子难以接近糖苷键，因而酶解消耗大量酶和时间提高了成本，成为生产应用的瓶颈。传统打开纤维交连结构的爆破、酸水解等理化方法耗能并造成环境污染。最近，在少数微生物中发现了可以破坏纤维结构却不水解糖苷键的类膨胀素，为清洁高效利用纤维素提供了新视角。然而，类膨胀素作用纤维多糖的特点及分子机制尚未清晰了解，限制了其应用。本研究拟系统分析类膨胀素的分子结构特征，通过研究其松弛各种纤维多糖结构的作用规律，揭示类膨胀素的生物学功能；进一步运用生物信息学手段，通过结构域缺失和互换重组蛋白的功能研究，找出发挥作用的重要功能域，阐明其作用的分子机制。这将为揭示微生物降解木质纤维素的作用机理奠定理论基础，也对今后利用重组蛋白提高纤维素降解能力、实现高效清洁利用纤维素进行探索，因而更具有深远的应用前景。

纤维素乙醇作为清洁可替代性能源已成为研究热点。纤维素的晶体结构使纤维素酶分子难以接近糖苷键，因而酶解消耗大量酶和时间提高了成本，成为生产应用的瓶颈。传统打开纤维交连结构的爆破、酸水解等理化方法耗能并造成环境污染。最近，在少数微生物中发现了可以破坏纤维结构却不水解糖苷键的类膨胀素，为清洁高效利用纤维素提供了新视角。然而，类膨胀素属于一个大的基因家族，他们与纤维多糖的作用特点及分子机制尚未清晰了解，限制了其应用。本研究系统分析类膨胀素的分子结构特征，选取典型的类膨胀素进行详尽的功能研究。克隆典型的类膨胀素基因，通过优化表达条件获得了高水平表达的重组蛋白。纯化重组类膨胀素分子，通过研究其松弛各种纤维多糖结构的作用规律，揭示了类膨胀素与底物的生物学功能；进一步运用生物信息学手段，通过结构域的功能研究，找出发挥作用的重要功能域。这为揭示微生物降解木质纤维素的作用机理奠定理论基础，也对今后利用重组蛋白提高纤维素降解能力、实现高效清洁利用纤维素进行探索，因而更具有深远的应用前景。