химический каталог




Технология ферментных препаратов

Автор И.М.Грачева

, Myrothecium verrucaria, Penicillium notatum, P. variable, Rhizopus oryzae, Stachybotrys alternans, Trichoderma ko-ningii. T. lignorum, T. viride, T. longibrachiatum, Geotrichum can-didum. Cytophaga и др.

2.3.2. Механизм действия и свойства целлюлаз

Субстрат. Субстратом для целлюлаз являются целлюлоза или продукт ее частичной деградации. Целлюлоза является высокополимерным полисахаридом растений, состоящим из остатков глюкозы, соединенных между собой р-1,4-глюкозидными связями. Целлюлоза — линейный полимер. Большинство остатков глюкозы в целлюлозе содержит три свободных гидроксила у 2, 3 и 6-го углеродных атомов, которые являются основой для образования водородных связей и формирования прочных волокон. В среднем одна нить целлюлозы состоит из 6 000—12 000 глюкозных остатков с молекулярной массой около I -106-r-2-106. Объединенные в группы нитевидные молекулы целлюлозы называются микрофибрилл а ми. В микрофибрилле нити целлюлозы могут быть упакованы параллельно, с множеством водородных и других связей — это «кристаллиты»; участки, где нет строгой упорядоченной структуры, называют аморфными. Аморфные участки целлюлозы легче подвергаются внешнему воздействию: с увеличением количества

198

таких участков растут набухаемость целлюлозы, ее атакуемость ферментами, падает прочность и т. д. Целлюлоза является нерастворимым в воде субстратом. Нативная целлюлоза, особенно с высокой степенью кристалличности, медленно и плохо атакуется целлюлазами. Поэтому целлюлозу для ферментативного гидролиза надо подвергать предварительной обработке. Для этого применяют измельчение с помощью вальцевания материала в различных типах мельниц, химические способы обработки кислотами и щелочами, методы физической обработки и т. д.

В связи с этим при характеристике целлюлолитических ферментов следует обязательно учитывать состояние субстрата — целлюлозы. Различают два вида целлюлозы: нативная — ничем не обработанная целлюлоза, которая полностью сохранила исходное строение и структуру микрофибрилл (хлопок, фильтровальная бумага), и так называемая м о д и ф и ц и р о в а и н а я, частично обработанная целлюлоза, в которой нарушены водородные связи и фибриллярная структура волокна. Е. Т. Рис в 50-е годы предположил наличие d-фактора негидролитнческой природы, который вызывает деградацию натнвной целлюлозы и делает ее доступной для действия комплекса целлюлаз, названного им ^-ферментами. Схема такого гидролиза следующая:

Целлюлоза

Cj-фактор (гипотетический)

—Полиангидроглюкозные цепи гидратнрованные

Сх-ферменты Р-Глюкозозидаза

-»? Целлобиоза * Глюкоза

В 60-х годах К- Селби высказал гипотезу, что Срфактор — это особое свойство живой культуры микроорганизма.

К середине 70-х годов эта теория стала подвергаться критическому анализу. Большой вклад был сделан советскими учеными под руководством А. А. Клесова (1978—1982 гг.).

Была выдвинута и экспериментально обоснована общая схема ферментативного гидролиза целлюлозы:

1 " 1

Hi)

Исходный MML цгмооюпо- jftw/m- ^ цс„„фт(Сг1 IS)

lm-l*-t-im- Глюкоза (С) ?

нозиЗоза (i^l

Механизм действия. В зависимости от физического состояния исходного субстрата G„ может быть частично деструктированной нерастворимой целлюлозой либо растворимыми производными целлюлозы.

199

Такая схема ферментативного гидролиза целлюлозы позволяла описать процесс деградации субстрата независимо от состава и происхождения полиферментной целлюлазной системы. Более того, оказалось, что если выделить отдельные целлюлолитические ферменты из различных целлюлазных комплексов, полученных из различных культур микроорганизмов, и смешать их друг с другом в разных пропорциях, то в каждом случае можно предсказать, какой вид будут иметь кривые накопления продуктов реакции (А. А. Клесов, 1984). Все эти данные были получены на аморфной целлюлозе и потому оставалась загадкой природа предгидролити-ческого Сгфактора, для которого не было места в предлагаемой схеме. Тогда и было высказано И. В. Березииым и А. А. Клесо-вым (1981) предположение, что Сгфактор — ие индивидуальное вещество, не особый фермент, а просто свойство уже известных ферментов. Такое предположение позволяет объяснить многое и прежде всего то, почему этот загадочный Сгфактор не был выделен в течение стольких лет.

Какое же это свойство ферментов? Авторы открытия логично предположили, а затем и экспериментально доказали, что это способность ферментов адсорбироваться на целлюлозе. Субстрат нерастворим, значит способность фермента адсорбироваться на нем даже более важна, чем его каталитическая активность, так как если этой адсорбции не будет, то и гидролиза субстрата не может быть. Экспериментальная проверка подтвердила это предположение и показала, что целлюлазиые ферменты из различных микроорганизмов в сотни и тысячи раз различаются по способности адсорбироваться иа целлюлозе и что эта их способность кор-релируется с глубиной гидролиза кристаллической целлюлозы (рис. 2.22, 2.23).

Из рисунка 2.22 видно, что чем выше адсо

страница 81
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141

Скачать книгу "Технология ферментных препаратов" (3.32Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
кресло ch 661
Фирма Ренессанс лестница лм-02 - качественно, оперативно, надежно!

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(30.04.2017)