纤维酶（）

人们很早就知道细菌和霉菌能够降解纤维素，直至1912年，Pringsheim才从耐热性纤维素细菌中分离出纤维素酶。纤维素酶可用于生物纺织助剂、棉麻产品的磨洗等后处理；也用于海藻解壁及生物肥料加工等。随着海藻工业的迅猛发展，大量的海藻加工废弃物产生并排放到环境中，造成了极为严重的环境污染问题，利用纤维素酶降解海藻加工废弃物，得到易被植物吸收利用的低聚分子片段，制成生物肥料，同时也解决了污染问题。利用细菌、放线菌、真菌对自然环境中的野生植物和废弃纤维素产品进行降解再利用，可以生产乙醇、糠醛等多种工业产品，同时还可以回收大量的微生物单细胞蛋白。

纤维素酶是一个多组分的酶系，根据纤维素酶催化功能的不同将其分为3类组分：内切葡聚糖酶（endo-1，4-β-D-glucanase，EC3.2.1.4），简称CMC酶；外切葡聚糖酶（exo-1，4-β-D-glucanase，EC3.2.1.91），即纤维二糖水解酶，简称CBH；纤维二糖酶（β-1， 4-glucosidase，EC3.2.1.21），简称BG酶。表4-10为纤维素酶各组分的分子大小及作用机制。

表4-10　纤维素酶组分及其对纤维素的降解机制

学者们已从海洋环境中分离到多种产纤维素酶的细菌和真菌，并在20世纪90年代展开了海洋微生物耐热纤维素酶基因克隆研究。在海洋微生物纤维素酶中，主要以耐热或嗜冷细菌为研究对象，如海栖热袍菌（Thermotogamaritima）、海洋红嗜热盐菌（Rhodothermusmarinus）、海洋超嗜热菌（Thermotoga neapolitana）。Takashi Yamasaki等人利用紫菜粉或木聚糖分离到275株细菌，包括黄杆菌、别单胞菌、不动杆菌属和弧菌，它们具有多种糖苷酶活性，能够降解紫菜等海藻的细胞壁多糖，包括木聚糖、紫菜多糖、甘露聚糖和纤维素，得到紫菜细胞的原生质体。表4-11归纳了几株海洋交替假单胞菌的来源及其纤维素酶的性质。

表4-11　不同来源海洋交替假单胞菌及纤维素酶性质

β-1，3-葡聚糖酶（EC3.2.1.39）是一类能够水解以β-1，3-糖苷键链接的葡聚糖的酶系，它广泛存在于真菌、细菌、藻类、高等植物中并发挥重要的生理功能。该酶在海洋无脊椎动物中分布较广，研究者已经在海洋软体动物Spisula sachalinensis、Brachionus plicatilis、Strongylocentrotus purpuratus等中发现，认为该酶参与了海洋无脊椎动物对藻类食物的消化，并在其胚胎发育过程中发挥作用。赵军岗等人从海参肠道中分离到β-1，3-葡聚糖酶，Kenichi Suzuki等人从鲍鱼中分离到内切β-1，3-葡聚糖酶。有人从海洋细菌Cellulophaga中分离到内切葡聚糖酶，该酶在0℃仍具有活性，且温度稳定性好。

日本从东京湾海泥中分离到一株环状芽孢杆菌（B.circulans），在常规培养基中不生长，将培养基进行适当稀释后（如l/3浓度的心浸汤培养基），菌株方可生长并产生一种新的葡聚糖降解酶，该酶作用于葡聚糖的α-l，3位和β-l，6位，在溶解牙齿上链球菌产生的不溶性葡聚糖方面具有一定的潜在用途。