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纖維素酶的組成及作用機理
時間:2023-05-19
     用于拋光的纖維素酶有三種酶成分,分別是內切酶EG,外切酶CBH,β-葡萄糖苷酶BG,只有在這三者的協同作用下,才能完成對纖維素纖維織物的拋光處理。

   三者各自的作用是不同的,內切酶EG可以隨機切斷纖維素β-1,4-苷鍵,而外切酶只能從纖維素的非還原端切斷纖維素分子,并形成纖維二糖或葡萄糖,β-葡萄糖苷酶BG則可以把纖維二糖水解成葡萄糖。人之所以不能吃纖維素(草),是因為體內沒有EG酶,消化不了。


    如上圖,首先是內切酶EG進入纖維素的無定形區,隨機切斷β-1,4-苷鍵,讓纖維素聚合度下降并形成了更多可讓外切酶CBH可進攻的非還原端,然后外切酶CBH把纖維素水解成纖維二糖,而纖維二糖緊接著被β-葡萄糖苷酶BG水解成葡萄糖。
    因此,可以把酶拋光看成兩個部分,一個是有由內切酶完成的纖維素大分子的聚合度下降,這個時候纖維的毛羽并沒有被"蝕“掉,而只是為后兩種酶提供了水解纖維素的條件,此時纖維毛羽應該還在,織物還未被拋光,真起拋光作用的是第 二部分,即外切酶CBH和β-葡萄糖苷酶BG的部分。從宏觀視角來看,外切酶CBH對纖維分子非還原端的水解已經是蝕毛拋光了,毛羽已經發生了消除,但其生成的纖維二糖如果不能被分解,溶度累積到一定程度,將會抑 制外切酶CBH的活性,使反應難以持續進行,只有在β-葡萄糖苷酶BG的作用下,將纖維二糖水解成葡萄糖,拋光反應才能持續的進行。
從這個作用機理出發,可以做幾個推論:
1,一個好的拋光酶,需要內切酶EG,外切酶CBH,β-葡萄糖苷酶BG三者有合理的配比。
2,如果要令一種酶取得和強酸”開纖“類似效果,在織物表面形成一層毛羽,那么這個”開纖酶“的主體成分就應該是內切酶EG,使它對纖維素的作用和酸水解一樣,只發生聚合度下降,并由此降低纖維的強度,而不毛羽的消除,即切而不蝕。由此讓紗體浮線發生斷裂,形成新毛羽。
3,聚合度的下降導致強度下降,會讓纖維的初始模量降低,初始模量的降低會讓纖維變軟,因而,不管是三種復合的拋光酶,還僅僅是內切酶EG一種,都有可能使織物獲得比之前軟的手感。

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