1、纖維素酶的定義、來源與組成
纖維素酶是指能降解纖維素的一類酶的總稱，是一個(gè)由多種水解酶組成的復(fù)雜酶系，主要來源于真菌和細(xì)菌，少量的來自動(dòng)物自身。按照其功能的不同主要分為：內(nèi)切纖維素酶(內(nèi)切-p-l，4-D-葡聚糖酶，來自真菌簡(jiǎn)稱EG或來自細(xì)菌簡(jiǎn)稱Len)；外切纖維素酶(exo-l，4-p-D-葡聚糖酶，簡(jiǎn)稱EX；)和纖維二糖酶(8一葡萄糖苷酶，簡(jiǎn)稱BC)。
2、纖維素酶的結(jié)構(gòu)與功能
大多數(shù)的纖維素酶具有相似的分子結(jié)構(gòu)，包含一個(gè)或多個(gè)催化結(jié)構(gòu)域(catalytic domain，CD)和無催化作用的纖維素結(jié)合域(cellulose binding domain，CBD)，中間由一段可辨認(rèn)的連接肽(linker peptide)所連接。只有少數(shù)微生物和高等植物產(chǎn)生的纖維素酶沒有這種結(jié)構(gòu)，如T.reesei的EG的EG3缺少CBD結(jié)構(gòu)域。
2.1催化結(jié)構(gòu)域
呈球形，主要體現(xiàn)酶的催化活性及對(duì)特定水溶性底物的特異性。根據(jù)其氨基酸序列的相似性，CD可分為70個(gè)家族，在同一個(gè)家族內(nèi)具有相似的分子折疊模式和保守的活性位點(diǎn)。內(nèi)切酶可作用于纖維素?zé)o定形區(qū)的任意位點(diǎn)，隨機(jī)水解b-1，4糖苷鍵，產(chǎn)生小分子纖維素；外切酶可以作用于纖維素分子內(nèi)的結(jié)晶區(qū)、無定形區(qū)和羧甲基纖維素，但只能從纖維素分子中的非還原性末端切下纖維二糖，因此外切酶又叫纖維二糖水解酶(cellobiohydrolase，CBH)。
2.2纖維素結(jié)合域
根據(jù)氨基酸序列的同源性，CBD可分為5個(gè)家族，通常位于纖維素酶序列的氨基末端或羧基末端，所含氨基酸殘基數(shù)目不等，真菌纖維素酶含的較少，細(xì)菌纖維素酶含的較多。通過研究CBD的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)它可
插入和分開纖維素的結(jié)晶區(qū)，當(dāng)其吸附于纖維素分子鏈表面后具有疏解纖維素鏈的作用。
2.3連接肽
連接CD和CDB，真菌纖維素酶的含30~40個(gè)氨基酸殘基，其中甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸較多，細(xì)菌纖維素酶的含約100個(gè)氨基酸殘基，以脯氫酸、蘇氨酸較多。
3、纖維素酶的作用機(jī)理
目前關(guān)于纖維素酶的作用機(jī)理仍然不是十分明確，比較普遍認(rèn)同的主要的有以下兩種作用機(jī)理。
3.1 纖維素酶的降解機(jī)理
包括三種作用機(jī)制，第一種機(jī)制為內(nèi)切纖維素酶首先作用于纖維素分子內(nèi)部的無定形區(qū)，水解p-1.4-糖苷鍵生大量的帶非還原性末端的小分子纖維素，隨后外切纖維素酶水解b-1.4-糖苷鍵，切下的纖維二糖分子由葡萄糖苷酶將其水解為葡萄糖分子。第二種機(jī)制為內(nèi)切酶、外切酶、糖苷酶三種酶的協(xié)作水解，且這種協(xié)同作用與底物的結(jié)晶度成正比，此外每單位纖維素中纖維素酶分子的濃度對(duì)纖維素的降解有很大的影響。第三種機(jī)制為在纖維素的降解過程中存在其它的酶協(xié)同纖維素酶共同將不溶性的纖維素底物轉(zhuǎn)化為可溶性糖，例如纖維二糖脫氫酶(Cellobiose Dehydrogenase，CDH)，研究表明纖維素水解酶系統(tǒng)的水解能力在包含CDH時(shí)得到提高。
3.2纖維素酶的營(yíng)養(yǎng)機(jī)理
補(bǔ)充內(nèi)源纖維素酶的不足，使其在半纖維素酶、果膠酶等的協(xié)同作用下將植物的細(xì)胞壁破壞，將其包裹在細(xì)胞壁中的內(nèi)容物如蛋白質(zhì)、淀粉等釋放出來，經(jīng)蛋白酶、淀粉酶進(jìn)一步水解后供機(jī)體吸收利用，并將纖維素、半纖維素、果膠、戊糖等降解為單糖和寡糖，消除或降低這些不易消化的物質(zhì)帶來的不利影響。研究表明日糧中纖維含量高時(shí)，粘性多糖與小腸上皮粘膜細(xì)胞上的糖蛋白結(jié)合，形成一層加厚的不動(dòng)水層，使食糜的流通速度和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收都受到影響，并可影響一些消化酶如淀粉酶、糜蛋白酶、脂酶的活性；同時(shí)也會(huì)影響消化器官生長(zhǎng)和發(fā)育，其中對(duì)腸道的形態(tài)結(jié)構(gòu)影響較大；進(jìn)而也會(huì)對(duì)腸道微生物區(qū)系組成造成影響，使得腸道中的有害微生物增殖并產(chǎn)生一些毒素，從而對(duì)機(jī)體造成不利影響。干物質(zhì)、粗蛋 白表觀利用率分別提高了35.43%、46.51%、8.08%和18.92%，并認(rèn)為在其試驗(yàn)條件下纖維素酶制劑的適宜添加量為0.1%，酶活性為2 000 U/g。
艾曉杰等(2002)報(bào)道，在雛鵝日糧中添加0.2%含木聚糖酶和纖維素酶等的復(fù)合酶，與對(duì)照組相比胰腺和肝臟相對(duì)重量的下降27.14%( P<O.OI)和11.78%(P<0.05)；肌腺胃相對(duì)重量低16.06%( P<0.05)；十二指腸、空腸、回腸相對(duì)重量分別低11.90%、11.48%和11.52%，差異顯著；回腸食糜上清液粘度顯著低于對(duì)照組。
艾曉杰等(2004)報(bào)道，在雛鵝日糧中添加0.2%含木聚糖酶和纖維素酶等的復(fù)合酶，與對(duì)照相比較，胰腺組織中蛋白酶和脂肪酶活性分別低7.43%(P<0.05)和27.20% (P<0.01)，空腸蛋白酶則高14.06%(P<0.05)；空腸和回腸食糜脂肪酶活性顯著降低，達(dá)28.57%和13.64%；十二指腸淀粉酶活性顯著升高達(dá)17.29%(P<0.05)，回腸則低14.08%(P>0.05)；各段小腸食糜pH值無顯著變化。表明日糧中添加酶制劑可以增強(qiáng)機(jī)體對(duì)碳水化合物和其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，提高飼料利用率，從而促進(jìn)其生長(zhǎng)。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售的顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)等顆粒飼料生產(chǎn)設(shè)備，是水產(chǎn)養(yǎng)殖戶們的很好的選擇，選用顆粒飼料可以使其采食率增加，而且在很大程度上能夠避免飼料的浪費(fèi)。
5、展望與纖維素酶在反芻動(dòng)物、豬、雞上的研究應(yīng)用相比，纖維素酶在鵝營(yíng)養(yǎng)上的研究并不多，在這方面還有許多研究工作可做。目前的研究多集中在添加后對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育、生理消化相關(guān)的一些指標(biāo)上，對(duì)鵝腸道微生物區(qū)系影響的報(bào)道不多。而就纖維素酶本身而言，還有很多的問題需要研究，目前對(duì)纖維素酶的研究已進(jìn)行到分子水平，利用基因工程對(duì)纖維素酶進(jìn)行基因克隆和改造，以期得到催化效率更高的酶，加大纖維素酶的應(yīng)用范圍，使它能夠更好的發(fā)揮作用。
