文 献 综 述

纤维素是自然界中含量最为丰富的可再生资源，也是生产可溶性糖，生物燃料及其他重要化工产品的原材料。纤维素的有效利用对于解决当前面临的能源和环境问题具有重大的现实意义。

1.1 纤维素简介

纤维素是葡萄糖分子通过β-1，4糖苷键结合起来的链状线性高分子化合物，其分子链是牢牢连接在一起的，不溶于水且有抗解聚能力，在植物的细胞壁中作为骨架起保护的作用。纤维素的分子量为1.5#215;106～1.84#215;106 ，这相当于是11300个葡萄糖残基。天然纤维素大分子是由排列整齐而且规则的结晶区和松散的不规则的无定形区域构成。纤维素先在分子内和分子间形成大量氢键，然后构成刚性不溶的微纤丝。在微纤丝形成过程当中，葡萄糖长链沿着与葡萄糖分子长轴平行的区域，呈现出一定的规律，因而形成排列有序的结晶区，其中在结晶区中又夹杂着许多的无序结构，形成相互交织的无定形区。在20世纪40年代Hermans创造性地提出了纤维素的弯曲模型，如图1

图1 Hermans式纤维素的椅式结构

1.2 纤维素酶的定义

人们将纤维素酶（cellulase）定义为一类能将纤维素水解成葡萄糖和纤维二糖等简单糖的复合酶体系，它包括外切β-1,4-葡聚糖酶（exo-1,4-β-D-glucannase，EC3.2.1.91,来自真菌简称CBH；来自细菌简称Cex）、内切β-1,4-葡聚糖酶（endo-1,4-β-glucanase，EC3.2.l.4，来自真菌简称EG）和β-1,4-糖苷酶（β-1,4-glucosidase，EC3.2.1.21，简称BG）。内切β-1,4-葡聚糖酶首先随机作用于纤维素内部的无定形区，产生大量寡糖和新末端。然后，外切β-1,4-葡聚糖酶作用于上述这些还原性或者非还原性的末端，从而产生纤维二糖。最后β-1,4-糖苷酶把纤维二糖分解为两分子葡萄糖。

1.3 纤维素酶的作用机理

关于纤维素酶降解天然纤维素的作用机制还不是十分清楚，到目前为止主要有以下的几种假说：