家族5内切型纤维素酶的克隆、表达和酶学特性研究及CBM对其酶学性质的影响开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素是地球上分布最广、蕴藏量最丰富的生物质,也是最廉价的可再生资源。纤维素酶是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称,它们协同作用,分解纤维素产生寡糖和纤维二糖,最终水解为葡萄糖。近年来有关纤维素酶的基础研究,包括酶的氨基酸序列、基因的克隆与表达、酶蛋白的空间结构与功能,以及酶蛋白的基因调控等诸多方面都取得显著进展。内切型纤维素酶分子一般由两个功能域，即催化结构域(catalytic domain，CD)，纤维素结合结构域(cellulose binding domain，CBD)以及一个高度糖基化的连接肽(linker) 三部分组成。研究纤维素酶结合域和纤维素酶的关系也有重大意义。研究纤维素酶的酶学性质对于该酶的合理应用有重要参考价值，对纤维素能源的高效利用打下基础。

2. 国内外研究现状分析

纤维素酶产品在畜牧业，食品工业，纺织工业，中草药有效成分提取，以及造纸工业等领域有着广泛的应用。

目前对于内切型纤维素的降解模式最主要的研究就是内切纤维素酶可作用于纤维素内部的非结晶区，随机水解β-1,4-糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量含还原性末端的小分子纤维素。

想要降解为更短的糖链，还需要外切纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的帮助。

3. 研究的基本内容与计划

糖苷水解酶家族5内切型纤维素酶的基因克隆，质粒构建，毕赤酵母电转化以及目的蛋白的诱导表达。经ni-nta agrose亲和层析纯化得到纯酶，并进行sds-page凝胶电泳检测。并测其酶学性质，包括酶的最适温度、最适ph、温度耐受性和ph耐受性,以及动力学测定，包括米氏常数km、催化常数kcat点。

实验计划：

2014.01-2014.02：文献检索，资料的准备。

4. 研究创新点

1) 阐明来自糖苷水解酶家族五的内切纤维素酶的酶学性质。

2) 探讨CBM对内切纤维素酶酶学性质的影响。