纖維素有晶體和非晶體兩種構相。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）有以下兩個個特性：a)能夠分解纖維素及類似的多糖結晶相；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)化為化學品和燃料的一個關鍵元素。
溶解性多糖單氧酶（LPMO）是一種在真菌和細菌中都存在的金屬酶。幾個晶體結構顯示該種酶包含一個銅原子和兩個組氨酸殘基，而一些真菌的LPMO也擁有纖維素結合區(qū)域。所有已知的LPMO都含有相對平坦的活性酶結合位點已讓酶與晶體纖維素結合，而此活性位點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，以及一個還原劑以將氧氣分子的第二個氧原子轉(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，一個半縮酮產(chǎn)生并進一步導致多糖鏈的裂開；C1羥基化分裂位點產(chǎn)生了一個醛糖酸/內(nèi)酯；C4羥基化產(chǎn)生了一個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維素反應的速率能夠提升2倍以上。雖然反應介質(zhì)中需要的氧氣而讓實現(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。
相關文獻
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