生物活性纤维素复合体的形态研究

用扫描电镜观察了微晶纤维素（ＭＣＣ）在吸附抗菌素卡达波尔过程中的超微结构形态。发现卡达波尔主要吸附在ＭＣＣ的表面裂隙处和端部，且表面吸附物质随着ＭＣＣ的表面裂隙加大而增多。结果表明，ＭＣＣ的吸附能力随其超微结构变化的增加而增加，促使ＭＣＣ的结构变化将是提高吸附能力的有效措施。

纤维素酶及纤维素酶多酶复合体的研究进展

木质纤维素是地球存量最大的可再生资源,但是由于其难以降解,造成以木质纤维素为主要成分的农作物的副产品不能有效的利用。利用纤维素酶是高效降解木质纤维素的最具潜力的策略。论文从木质纤维素的利用现状、纤维素酶和纤维素酶多酶复合体的研究进展等方面进行综述。

天然结晶纤维素的生物合成及其去晶化途径

纤维素是高等植物细胞壁的结构骨架和重要组成成分,由细胞质膜上的纤维素合成酶合成.一个纤维素合成酶亚基合成一根纤维素分子链,多个亚基聚集在一起形成末端复合体(TC),可同时合成多根葡聚糖分子糖链,其在氢键和范德华力作用下快速有序堆积,形成结构紧密的天然微纤丝结晶结构.质膜上有序线性排列的超分子TC合成结晶纤维素Ⅰα,而玫瑰花型排列的TC合成结晶纤维素Ⅰβ.结晶微纤丝的密切有效堆积是植物抗降解的天然屏障.高浓度的酸和离子液体可以在微纤丝间有效扩散,破坏晶体分子链的有序堆积、分子间氢键网络,甚至打断晶体内部的糖苷键,完成天然结晶纤维素的去晶化及解聚过程.酶分子的去晶化过程是发生在微纤丝特定表面上的非均相反应过程,可在常温常压下固或液表面上快速完成,但有效可及表面积是其主要限速瓶颈.因此结合物理、化学方法预处理,低成本高效打破限制酶分子有效扩散的屏障,增加酶分子对结晶纤维素特异性结合的效率和有效可及面积,从而实现天然结晶纤维素高效去晶化及绿色快速降解转化.

植物纤维素合酶复合体组装与运输研究进展

纤维素是植物细胞壁的主要组分,也是生物圈中最丰富的生物质。纤维素由位于质膜的纤维素合酶复合体(CSC)合成。纤维素合酶(CESA)在内质网中合成,在内质网或者高尔基体中组装成完整的CSC,通过囊泡运输转运到质膜,质膜上的CSC可通过网格蛋白介导的内吞作用回收到胞内。因此,CSC胞内运输机制研究是理解纤维素合成和细胞壁形成的重要环节。随着组学研究的深入和活细胞成像技术的发展,与CSC运输有关的新组分和新结构不断被发现和鉴定。本文综述了CSC在细胞内组装和转运的研究进展,以期为该领域研究提供参考。

植物纤维素合成酶研究进展

纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖,占植物碳含量的50%以上。在植物中,纤维素是细胞壁的主要组分和承重元件,由纤维素合成酶复合体(CSCs)在质膜上催化合成。笔者综述了纤维素合成酶(CESA)的类型、结构、互作基因及关于CSCs结构、组装、运输的研究进展。植物细胞壁分为初生细胞壁和次生细胞壁,不同类型细胞壁中控制纤维素合成的CSCs由不同类型的纤维素合成酶(CESA)构成,且CSCs中CESAs的比例可能具有物种特异性。大多数植物中CESAs的化学计量比都是1∶1∶1,但在杨树的应力木组织中次生细胞壁相关CESAs的化学计量比为8∶3∶1。CSCs在高尔基体上装配并通过跨高尔基体网络分泌到质膜,而质膜上CSCs的丰度和分布很大程度上决定了纤维素的定向沉积。纤维素的合成和定向沉积在植物生长发育及抵御胁迫过程中发挥重要的作用。目前已发现多个关键基因通过与CSCs中特定CESA互作来识别和调控CSCs的运输。CESAs基因的表达水平也是影响纤维素合成的重要因素,油菜素甾醇等激素能通过调控CESAs的表达来控制纤维素的合成。未来在CESA功能、CSCs结构模型、CSCs中不同类型CESA所占比例、CSCs组装和运输与纤维素合成速度之间的关系,以及CESA基因的表达调控机制等方面可运用基因编辑技术进一步开展工作,从而完善植物纤维素合成的调控机制。