多糖酶解動(dòng)態(tài)特性表征與剪切機(jī)理分析及動(dòng)力學(xué)建模.pdf

1、本文綜合運(yùn)用色譜、光譜等測(cè)試技術(shù)系統(tǒng)研究了纖維素酶解非均相體系和魔芋葡甘聚糖(KGM)酶解均相體系，旨在表征多糖酶解歷程動(dòng)態(tài)特性，揭示酶對(duì)底物剪切機(jī)理，構(gòu)建反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。具體研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下：
　　 第一，三種結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同的纖維素酶解歷程動(dòng)態(tài)特性多尺度表征、酶解機(jī)理分析及吸附—反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模
　　 1.結(jié)晶纖維素Avicel酶解過(guò)程中固態(tài)剩余底物分子量分布不發(fā)生顯著改變，體現(xiàn)了外切酶CBH對(duì)結(jié)晶纖維素的“順次”剪切機(jī)

2、理。
　　 2.結(jié)晶相與無(wú)定形相并存的纖維素Whatman濾紙酶解過(guò)程中固態(tài)底物分子量分布先向低值移動(dòng)，后向高值移動(dòng)，峰形先變寬后變窄，體現(xiàn)內(nèi)切酶EG對(duì)無(wú)定形相“拉鏈”剪切與外切酶CBH對(duì)結(jié)晶相“順次”剪切的協(xié)同作用。
　　 3.離子液體預(yù)處理Avicel與Whatman濾紙后所得無(wú)定形纖維素酶解過(guò)程中，固態(tài)底物分子量快速下降且其分布變寬，主要體現(xiàn)EG對(duì)無(wú)定形纖維素的快速“拉鏈”剪切；離子液體預(yù)處理可破壞纖維素規(guī)整結(jié)構(gòu)降

3、低氫鍵及結(jié)晶度，顯著提高酶解效率，水解24h轉(zhuǎn)化率接近100％。
　　 4.酶解過(guò)程中，Avicel及Whatman濾紙對(duì)酶的吸附符合Langmuir定律，離子液體預(yù)處理后無(wú)定形纖維素對(duì)酶的吸附不符合該定律；對(duì)于Avicel與Whatman濾紙，構(gòu)建了吸附—反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程；濾紙酶解速率高于Avicel；預(yù)處理所得無(wú)定形纖維素酶解速率明顯高于原始纖維素。
　　 第二，KGM酶解過(guò)程分子量變化規(guī)律分析、酶剪切機(jī)理討論及分段與

4、擴(kuò)散反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究
　　 1.初始KGM絕對(duì)分子量為9.028×105，多分散性指數(shù)為1.10，隨酶解反應(yīng)進(jìn)行重均與數(shù)均分子量迅速下降，分子量分布先變寬后變窄，多分散性指數(shù)先增大后減小，說(shuō)KGM的酶解是酶分子對(duì)底物的多次剪切與中央剪切聯(lián)合作用的結(jié)果。
　　 2.固定酶量且相對(duì)底物酶量較大(酶與底物比例為1:102數(shù)量級(jí))條件下，反應(yīng)速率較快，KGM酶解初始階段，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型為Mw03/Mw3=1+Mn0Kct；酶解反應(yīng)