纖維素有晶體和非晶體兩種構(gòu)相。為了使纖維素水解多糖酶（纖維素內(nèi)切酶、外切葡聚糖酶、纖維二糖水解酶）更有效，纖維素多糖鏈在水解前通常需要預(yù)處理一下。最近四年發(fā)現(xiàn)溶解性多糖單氧酶（LPMO）有以下兩個(gè)個(gè)特性：a)能夠分解纖維素及類似的多糖結(jié)晶相；b）提高水解纖維素的活性速率。根據(jù)這些特性推測LPMO可能是生物能轉(zhuǎn)化為化學(xué)品和燃料的一個(gè)關(guān)鍵元素。
溶解性多糖單氧酶（LPMO）是一種在真菌和細(xì)菌中都存在的金屬酶。幾個(gè)晶體結(jié)構(gòu)顯示該種酶包含一個(gè)銅原子和兩個(gè)組氨酸殘基，而一些真菌的LPMO也擁有纖維素結(jié)合區(qū)域。所有已知的LPMO都含有相對平坦的活性酶結(jié)合位點(diǎn)已讓酶與晶體纖維素結(jié)合，而此活性位點(diǎn)與水解纖維素酶的溝槽形活性區(qū)域相差很大。LPMO將多糖的C1或C4位羥化，而多糖則可以是纖維素、幾丁質(zhì)、或更小的糖鏈。這種羥化作用需要氧氣，以及一個(gè)還原劑以將氧氣分子的第二個(gè)氧原子轉(zhuǎn)化為水。此還原劑可以是小分子（例如沒食子酸或者抗壞血酸鹽）或者是纖維二糖脫氫酶。在LPMO的羥化作用下，一個(gè)半縮酮產(chǎn)生并進(jìn)一步導(dǎo)致多糖鏈的裂開；C1羥基化分裂位點(diǎn)產(chǎn)生了一個(gè)醛糖酸/內(nèi)酯；C4羥基化產(chǎn)生了一個(gè)4-氧化糖（請見下圖）。
將LPMO與水解纖維素酶協(xié)同使用的話能夠?qū)⒗w維素反應(yīng)的速率能夠提升2倍以上。雖然反應(yīng)介質(zhì)中需要的氧氣而讓實(shí)現(xiàn)商業(yè)化使用很有挑戰(zhàn)性，但是目前諾維信和杰能科都已經(jīng)涉及LPMO的研究了。
相關(guān)文獻(xiàn)
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