1. 研究目的与意义
半纤维素是植物纤维原料的重要组成部分，是自然界中含量仅次于纤维素的可再生生物资源，其有效利用对现代生物质化工研究与产业的发展具有极为重要的意义。木糖和阿拉伯糖是半纤维素的重要化学组成单元，是制备生物质能源与化学品的重要起始物质；从半纤维素获得木糖与阿拉伯糖必须要使半纤维素在一定条件下发生水解，目前水解半纤维素的方法有酸催化水解及酶催化水解。因酶催化水解具有定向水解作用特性、环境友好等优点而具有更好的应用前景。从目前的研究来看，半纤维素的酶催化水解研究主要是集中在低温（一般为30-40摄氏度）下的酶催化水解，水解作用不强、水解时间较长。研究中温或高温条件下（温度在60-90摄氏度间）半纤维素的酶催化，有利于提高蛋白酶分子与水解底物半纤维素的可及度，增加水解作用。本研究旨在通过克隆表达获得可在60-70摄氏度左右对低聚木糖、低聚阿拉伯糖具有高效水解作用的木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶，为中高温水解半纤维素提供有效的酶系，研究具有较重要的意义。
2. 国内外研究现状分析
以木聚糖为主要组成成分的半纤维素来源丰富，是自然界中一种巨大的可再生生物资源，也是最容易提取、降解和利用的一类半纤维素。由于阿拉伯糖存在于木聚糖支链上会影响木聚糖的进一步降解，因此辅助性的研究阿拉伯糖苷酶是必要的。尽管包括木糖苷酶在内的木聚糖酶系和阿拉伯糖苷酶已在多个领域广泛应用，但人们对木糖苷酶和阿拉伯糖苷酶的研究却未得到足够的重视。虽然近年来，国外陆续开始了对木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶的克隆、表达及应用的研究，并通过克隆有编码木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶的基因，发现了部分具有经济价值的酶，但大多数糖苷酶主要集中在低温下的酶催化水解，直到2004年Takouadebeche等人成功克隆了ThermobacillusxylanilyticusD3,并在E.coli中表达。至于国内相关研究仍然报道甚少。
3. 研究的基本内容与计划
本课题通过对来源于嗜热菌thermoanaerobacterthermosaccharolyticum571的基因组采用基因工程方法克隆出木糖苷酶与阿拉伯糖苷酶的基因，构建表达质粒并将其在e.colibl21（de3）中进行表达，同时采取不同的表达载体进行重组表达，以期获得高效表达木糖苷酶与阿拉伯糖苷酶的重组菌，对重组菌所产木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶的酶学特性进行分析及相关应用研究。
计划：
2013年2月下旬，理解论文题目的内涵，查阅文献，写出开题报告；
4. 研究创新点
本研究首次对来源于嗜热菌Thermoanaerobacterthermosaccharolyticum571的基因组采用基因工程方法进行克隆，并成功在E.coliBL21（DE3）中进行表达。与以往酶催化研究主要集中在低温下不同，本研究通过克隆表达获得的可在60-70摄氏度左右对低聚木糖、低聚阿拉伯糖具有高效水解作用的木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶，为中高温水解半纤维素提供有效的酶系，并为以后对中温木糖苷酶与阿拉伯糖苷酶的深入研究提供基础。
