Informazioni di base e classificazione della cellulasi
Cellulasiè un tipo di enzima che svolge un ruolo biocatalitico nella decomposizione della cellulosa. È una proteina in grado di scomporre la cellulosa in oligosaccaridi o monosaccaridi.
Gli enzimi della cellulosa sono ampiamente presenti negli organismi in natura. Batteri, funghi e animali possono tutti produrliCellulasi. ILCellulasiS comunemente utilizzati nella produzione provengono da funghi, con generi tipici tra cui Trichoderma, Aspergillus e Penicillium
I ceppi che produconoCellulasi sono soggetti a degradazione, con conseguente diminuzione della capacità di produzione degli enzimi.
La produzione diCellulasida parte dei batteri è relativamente bassa, essendo costituita principalmente da endonucleasi beta-glucane, la maggior parte delle quali non ha attività di degradazione sulla cellulosa cristallina. Gli enzimi prodotti sono per lo più intracellulari o adsorbiti sulla parete cellulare e non vengono secreti nel terreno di coltura, il che aumenta la difficoltà di estrazione e purificazione. Pertanto, la ricerca sui batteri è relativamente scarsa. Tuttavia,CellulasiSprodotti dai batteri hanno generalmente un intervallo di pH ottimale che va da neutro a leggermente alcalino. Negli ultimi 20 anni, con l'applicazione di successo di soluzioni neutreCellulasiS e alcalinoCellulasiS nei processi di lavaggio e finitura dei tessuti di cotone e nell'industria dei detersivi, battericaCellulasii preparati hanno mostrato buone prospettive di applicazione.
Gli enzimi della cellulosa sono ampiamente utilizzati sia nell'industria alimentare che in quella ambientale. L'aggiunta di CellulasiS
A causa della difficoltà di purificazioneCellulasiS, generalmente contengono emicellulasi e altri enzimi correlati come amilasi, proteasi, ecc. nelle applicazioni pratiche.
Esistono vari tipi diCellulasiS con una vasta gamma di fonti. La struttura e la funzione diCellulasiSprovenienti da diverse fonti variano notevolmente. A causa dell'elevata produzione e dell'elevata attività dei funghiCellulasiS, ILCellulasiSprincipalmente utilizzati nell'allevamento animale e nell'industria dei mangimi sono funginiCellulasiS.
Classificazione
Per composizione e funzione
CellulasiSPossono essere suddivisi in endo-1,4-β-D-glucano idrolasi o endo-1,4-β-D-glucanasi (EC 3.2.1.4), EG dai funghi, Cen dai batteri, eso-1,4-β-D-glucanasi (EC 3.2.2.1.91), CBH dai funghi, Cex dai batteri e BG in base alle loro funzioni di reazione catalitica. L'endo-1,4-glucanasi scinde casualmente le regioni amorfe all'interno delle catene di polisaccaridi di cellulosa. Genera oligosaccaridi di diverse lunghezze e nuove estremità di catena. L'esoglucanasi agisce sulle estremità di queste catene di polisaccaridi di cellulosa riducenti e non riducenti, rilasciando glucosio o cellobiosio. La β-glucosidasi idrolizza i disaccaridi di cellulosa per produrre due molecole di glucosio. FunginoCellulasiShanno un'elevata produzione e attività e sono utilizzati principalmente nell'allevamento di animali e nella produzione di mangimi da fonti fungine.
Dal meccanismo di degradazione
La differenza principale traCellulasireazione e reazione enzimatica generale è cheCellulasiè un sistema enzimatico multicomponente e la struttura del substrato è estremamente complessa. A causa dell'insolubilità del substrato, l'adsorbimento diCellulasisostituisce il processo di formazione di complessi ES tra l'enzima e il substrato.Cellulasiprima si adsorbe specificamente sul substrato di cellulosa e poi la decompone in glucosio attraverso l'azione sinergica di diversi componenti.
Nel 1950, Reese et al. proposero l'ipotesi C1-Cx, che suggerisce che diversi enzimi debbano lavorare insieme per idrolizzare completamente la cellulosa in glucosio. Si ritiene generalmente che l'effetto sinergico consista nel fatto che l'enzima C1 attacca prima la regione amorfa della cellulosa, formando una nuova estremità libera richiesta per Cx, e poi l'enzima CX scinde l'unità disaccaridica fibrosa dall'estremità riducente o non riducente della catena polisaccaridica. Infine, la β-glucosidasi idrolizza il disaccaride fibroso in due unità di glucosio. Tuttavia, l'ordine sinergico diCellulasinon è assoluta e studi successivi hanno scoperto che C1, Cx e β-glucosidasi devono coesistere per idrolizzare la cellulosa naturale. Se l'enzima C1 viene utilizzato per cristallizzare prima la cellulosa, poi viene rimosso e aggiunto l'enzima Cx, questa sequenza d'azione non può idrolizzare la cellulosa cristallina.
