Целлюлоза ферментативный гидролиз

Ферментативный гидролиз целлюлозы происходит в результате последовательно-параллельного действия нескольких ферментов, входящих в состав так называемого целлюлазного комплекса [14—17]. Общая кинетическая схема действия целлюлолитических ферментов на природную целлюлозу может быть представлена в следующем достаточно упрощенном виде [17, 18] [c.124]

Предложен процесс с одновременно протекающими ферментативным гидролизом целлюлозы и сбраживанием получающейся глюкозы в этанол. Этот процесс пригоден для переработки различных целлюлозосодержащих отходов, включая кору и сточные воды, получаемые в производстве целлюлозы [5]. [c.411]

Промежуточное положение между крахмалом и целлюлозой занимает гемицеллюлоза, содержащая наряду с О-глюкозой другие гексозы (О-маннозу, О-галактозу) и пентозы (О-ксилозу, -арабинозу). Гемицеллюлоза подвергается ферментативному гидролизу, тогда как целлюлоза этим свойством не обладает. [c.166]

Ферментативный гидролиз целлюлозы можно проводить под действием выделенных систем ферментов или деструктирующих [c.409]

Ферментативный гидролиз целлюлозы осуществляется при участии фермента целлюлозы. Высшие животные не усваивают целлобиозу и целлюлозу, так как не обладают разлагающим ферментом. Черви, улитки, гусеницы и многие микроорганизмы, содержащие ферменты целлюлозу и целлобиазу, способны расщеплять целлюлозосодержащие растительные ткани. При гидролизе целлюлозы в присутствии концентрированных кислот образуется только Р-глюкоза. Возможен также частичный гидролиз целлюлозы с образованием редуцирующего дисахарида целлобиазы, в котором между двумя остатками глюкозы -Р-1,4-глюкозидная связь. Отличительной способностью обладают жвачные животные (например, коровы), которые могут питаться целлюлозой, поскольку в одном из отделов их желудка есть бактерии, продуцирующие фермент целлюлазу. Этот фермент расщепляет ее и превращает в О-глюкозу. [c.390]

Влияние размера частиц целлюлозы Средний размер частиц не определяет в сколько-нибудь заметной степени скорости ферментативного гидролиза целлюлозы [14, 17] Коэффициент корреляции между средним размером частиц препарата целлюлозы и начальной скоростью его гидролиза (по данным, приведенным в табл 1 3) равен всего 0,29, а между средним размером частиц и выходом глюкозы через 24 ч гидролиза равен 0,28 [c.18]

Влияние физико-химических и структурных факторов целлюлозы на эффективность ферментативного гидролиза (по данным [Ц]) [c.16]

Следовательно, в стационарном режиме ферментативного гидролиза целлюлозы в условиях заметного превращения исходного субстрата в промежуточные метаболиты скорость образования конечного продукта реакции меньше скорости действия первого компонента полиферментной системы в число раз, соответствующее коэффициенту ф в формуле (137). Физический смысл данного положения определяется сменой лимитирующей стадии от действия первого фермента в системе Е) к действию Ег, Ез или Е (см. схему 117). [c.129]

То, ЧТО сами ПО себе размеры частиц целлюлозы не определяют эффективность ферментативного гидролиза, следует также из сопоставления скоростей гидролиза волокнистых и порошковых целлюлозных материалов Размеры волокон целлюлозы (природный хлопковый линт, а также линт, регенерированный после растворения в кадоксене или фосфорной кислоте) существенно превышают размеры частиц измельченной целлюлозы Тем не менее, необработанный линт имеет минимальную, а регенерированный — максимальную реакционную способность (см табл 1 3) [c.19]

Схема (117) отражает лишь основные пути гидролиза целлюлозы под действием полиферментной целлюлазной системы. Здесь не показаны процессы образования и превращения соответствующих фермент-субстратных комплексов, ингибирование или активация ферментов промежуточными метаболитами и продуктами гидролиза (см. [19, 20]), адсорбция (в том числе и непродуктивная) целлюлаз на поверхности субстрата н связанные с этим регуляторные явления [21—23] и т. д. Изучая данные закономерности по отдельности, [14—26], можно сделать вывод, что схема (117) является общей для ферментативного гидролиза целлюлозы независимо от состава целлюлазных комплексов и их происхождения. [c.125]

Изучение влияния УПП целлюлозы на скорость и глубину ее ферментативного гидролиза было проведено в ряде работ [21-25] Однако авторы обычно не пытались найти количественную взаимосвязь между УПП субстрата и гидролизом или ограничивались общей дискуссией о возможном влиянии поверхности субстрата на скорость ферментативного гидролиза, не приводя каких-либо количественных данных [c.20]

Клёсов A. A., Синицын A. H. Ферментативный гидролиз целлюлозы. IV. Влияние физико-химических и структурных факторов субстрата на эффективность ферментативного гидролиза. — Биоорган, химия, 1981, т. 7,. № 12, с. 1801 — 1812. [c.35]

Синицын A. П,, Клёсов A. A, Сравнительная роль экзо-1,4-Р-глюкози-дазы и целлобиазы при ферментативном гидролизе целлюлозы. — Биохимия, 1981, т. 46, № 2, с, 202—213. [c.36]

В полиферментных системах, примером которых является цел-люлазная (см. схему 117), установление стационарного состояния по отдельным компонентам обычно происходит в двух совершенно различных временных масштабах. Первым устанавливается стационарное состояние по фермент-субстратным комплексам (на схеме 117 не показано), когда скорости их образования и распада значительно превосходят разницу между этими скоростями (здесь и далее рассматривается кинетика при избытке субстрата по сравнению с концентрациями ферментов в системе). Как правило, данное условие начинает выполняться уже в начальный период реакции (в секундном диапазоне или еще быстрее), когда система в целом еще нестационарна по промежуточным метаболитам. Переход всей полиферментной системы в стационарное состояние, в котором концентрации промежуточных метаболитов практически не меняются во времени (точнее, когда скорости их образования и распада значительно превосходят разницу между этими скоростями), происходит обычно достаточно медленно (нередко стационарное состояние вообще не достигается), для большинства изученных целлюлолитических реакций в реальных условиях в течение нескольких часов [24—26]. Это позволяет считать при анализе предстационарной кинетики полиферментных систем, что стационарное состояние по фермент-субстратным комплексам устанавливается практически мгновенно и что образование и распад промежуточных метаболитов происходит в соответствии с обычным уравнением Михаэлиса — Ментен. Тогда в условиях превраи ения исходного субстрата на небольшую глубину, принимая гомогенное распределение ферментов и субстратов в целлюлазной системе и считая превращения практически необратимыми, кинетику ферментативного гидролиза целлюлозы (см. схему 117) описывает следующая система дифференциальных уравнений [c.125]

Система уравнений (118—121) нелинейна, и при ее решении в аналитическом виде возникают определенные математические трудности. Однако на практике кинетика ферментативного гидролиза целлюлозы зачастую описываются более простыми закономерностями, и здесь представляет интерес проанализировать возможные допущения и получить упрощенные аналитические уравнения для описания текущих концентраций промежуточных метаболитов и продуктов гидролиза и скоростей их накопления. [c.126]

Таюш образом, если А/ достаточно соизмеримо с /1пих(02), то отклонение отношения пср(02)/ шах(02) ОТ двух может свидетельствовать о значимости константы йг (т. е. эффективности процесса образования целлобиозы из промежуточных олигосахарндов, а не из исходного субстрата) в реакциях ферментативного гидролиза целлюлозы. [c.134]

Катализаторами реакции гидролиза полисахаридов являются водородные ионы. Гидроксильные ионы не ускоряют этой реакции, благодаря чему полисахариды относительно стойки в щелочной среде и нестойки в кислой. Катализаторами реакции гидролиза полисахаридов служат также ферменты а-глюкозидаза для крахмала и р-глюкози-даза для целлюлозы. Кислотный гидролиз крахмала применяется как промышленный метод получения глюкозы. Путем ферментативного расщепления и последующего брожения из крахмала получают этанол [c.266]

Клёсов А. А., Григораш С. Ю. Ферментативный гидролиз целлюлозы. Регуляторное влияние нерастворимого субстрата па эффективность ферментативной реакции. — Биохимия, 1982, т. 47, № 3, с. 409—418. [c.137]

Методы биодеградации лигнина пока еще не разработаны и поэтому из биомассы с высокой степенью лигнификации, например из древесины хвойных пород, лигнин удаляют полностью или частично с помощью процессов химической делигнификации. Если полученный целлюлозный остаток имеет хорошие бумагообразующие свойства, его обычно не применяют для получения глюкозы. Лабораторные эксперименты показывают, что в оптимальных условиях техническую целлюлозу можно полностью превратить в глюкозу ферментативным гидролизом, но в условиях применения этого процесса в практике выход продуктов намного ниже, достигая всего лишь 20—40 %. Кроме низкой доступности целлюлозы, практическому использованию этого способа препятствуют большая его продолжительность, ингибирование и инактивация ферментов продуктами, накапливающимися в гидролизатах, а также высокая стоимость ферментов и их регенерации [78]. [c.410]

К л ё с о в А. А. Закономерности образования и расходования промежуточных целлоолигосахаридов и целлобиозы при ферментативном гидролизе нерастворимой целлюлозы. — Биохимия, 1982, т. 47, № 2, с. 608—618. [c.137]

Поскольку этот глюкан содержит р-1- -4-связи, как в целлюлозе, и р-1- З-связи, как в ламинарине, естественно было применить для исследования его структуры целлюлазу и ламинаразу. Оказалось, что ферментативный гидролиз полисахаридов такого типа приводит к смеси олигосахаридов, среди которых значительно преобладают трисахариды, указанные на схеме. Целлюлаза воздействует на участки структуры полисахаридной молекулы, строение которых совпадает со строением целлюлозы, так как она катализирует гидролиз Р-1-<>4-глюкозидных связей для тех моносахаридных остатков, которые сами имеют в положении 4 замести- [c.512]

ГЛЮКОЗА (декстроза, виноградный сахар) iHi206, моносахарид сладкого вк,уса (структурную ф-лу см, в ст, Мута-ротация). В природе распростр, D-Г, для ее а- и -аноме-ров Гпл 146 и 148—150 °С, [ ]d +112 и +18,7° соотв,, равновесное [а]о +52,7° раств, в воде (в 100 мл 82 г при 25 С и 154 г при 15 °С), Содержится в соке растений и в кровн структурный фрагмент мн, олиго- и полисахаридов. Гл. источник энергии для большинства организмов, Получ, кислотным или ферментативным гидролизом крахмала или целлюлозы. Сырье в произ-ве витамина С, глюконата Са входит в состав напитков и конд, изделий питат. в-во и компонент кровезаменителей в медицине, [c.139]

Целлобиоза [57,58] образуется при неполном гидролизе целлюлозы. Как и мальтоза, она представляет собой восстанавливающий дисахарид, кислотный гидролиз которого дает Две молекулы о-глюкозы. Ферментативный гидролиз под действием р-глюкозидазы также приводит к глюкозе. [c.38]

Целлобиоза [ 4-ф-В-глюкопиранозидо)-0-глюкопираноза] содержится в прорастающих семенах, косточках абрикосов, пасоке деревьев. Она представляет собой основной структурный элемент целлюлозы, образуется при её ферментативном гидролизе под влиянием целлюлазы. Высщие животные не в состоянии усваивать целлюлозу, так как не обладают разлагающим её ферментом. Однако улитки, гусеницы и черви, содержащие ферменты целлобиазу и целлюлазу, способны расщеплять (и тем самым утилизовать) содержащие целлобиозу растительные остатки. Целлобиоза, как и лактоза, имеет 1,4- 3-гликозидную связь и является восстанавливающим дисахаридом, но в отличие от лактозы при пшном гидролизе даёт только О-глюкозу. [c.97]

Отдельные цепи расположены в форме пучков, создавая пространственную структуру целлюлозы, которая стабилизована за счет водородных связей. При кислотном или ферментативном гидролизе целлюлоза расщепляется с образованием )-глюкозы. Условия проведения реакций можно варьировать таким образом, что будут получаться преимущественно олигосахариды, например целлобиоза, целлотриоза, цел-лотетроза и т. д. Под действием фермента амилазы, который вызывает расщепление лишь сс-гликозидных связей, целлюлоза не расщепляется. Ферментов, способных вызвать расщепление р-гликозидных связей, в пии еварительном тракте человека нет. Поэтому человек в отличие от животных не может переваривать целлюлозу, но она является необходимым для нормального питания балластным веществом. [c.643]

Справедливость этой формулы подтверждается данными частичного кислотного и ферментативного гидролиза, а также ацетолиза " . Этими методами были получены наборы олигосахаридов (целлобиоза и ее олигомергомологи), состоящих только из р - 1- -4-связанных О-глюко-пираноз. При периодатном окислении целлюлоза поглощает 1 моль окислителя на моносахаридный остаток, причем разрушаются практически все моносахаридные остатки . Точность метода, достигнутая в настоящее время, позволяет утверждать, что другие типы связей в структуре целлюлозы могут встречаться не чаще, чем одна на 1000 остатков глюкозы. Определение молекулярного веса дает различные значения в зависимости от метода получения целлюлозы, так как вытянутые молекулы полисахарида сравнительно легко подвергаются деградации. Принято считать,, что степень полимеризации целлюлозы не ниже 3000 и может достигать 10 ООО, что соответствует молекулярным весам порядка 10 . [c.524]

В учебном пособии проанализированы возможности ферментативной конверсии растительного сырья Охарактеризованы структура и свойства целлюлозы и различных растительных материалов, а также влияние предварительной обработки на их реакционную способность при ферментативной конверсии Уделено внимание методам мате матического моделирования ферментативного гидролиза целлюлозы, а также культивирования продуцентов целлюлаз, регуляции их би осинтезл, очистки ферментов целлюлазного комплекса, возможности применения ферментных препаратов в промышленности и сельском хозяйстве [c.2]

В данном разделе будут рассмотреньг свойства и структура целлюлозы, взаимосвязь свойств целлюлозного субстрата и его реакционной спосбности Яри ферментативном гидролизе, а также изменение этих свойств в процессе гидролиза [c.7]

Пористость и внутренняя поверхность целлюлозы может быть определена при изучении проникновения (по типу гель-проника-ющей хроматографии) различных полимерных молекул Причем, если используют серию полимеров с увеличивающейся молекулярной массой (например, декстраны, полиэтиленгликоли), то может быть получено распределение пор по размерам Так, для хлопкового волокна подобные измерения показали, что примерно 75% общего объема пор (0,3 мл на 1 г сухого волокна) занимают поры диаметром 20 А Характерно, что в сухом хлопковом волокне общий объем пор меньще, чем во влажном Делигнифицирован-ная древесная целлюлоза имеет средний размер пор в 2-4 раза превыщаюцщй размер пор хлопковой целлюлозы [11] (специфика определения размера поверхности целлюлозы в случае ферментативного гидролиза будет обсуждена в разделе 1 2) [c.15]

Очевидно, изменение величины СП служит индикатором структурных изменений целлюлозы, но не является решающим фактором, влияющим на реакционную способность при ферментативном гидролизе В общем случае СП изменяется одновременно с ИК и площадью поверхности целлюлозы Однако, если СП является основным и (или) единственным физико-химическим параметром, который подвергается изменению, это может оказывать влияние на гидролиз (как это было показано при рассмотрении факторов, оказывающих воздействие на масштабы проявления кинетического синергизма, см гл 8) Следует также отметить, что СП может оказаться главным фактором, влияющим на реакщюнную способность целлюлозного субстрата при индивидуальном действии экзодеполимераз (целлобиогидролазы, экзоглюкозидазы) [c.20]

Лишь в немногих работах были проведены количественные исследования влияния УПП субстрата на скорость ферментативного гидролиза [14-16, 20, 26] Например, было показано [20], что УПП целлюлозы не связана какой-либо определенной корреляцией со скоростью ее гидролиза В другом случае [26] было установлено наличие определенной пропорциональности между величиной УПП целллюлозных субстратов и скоростью их гидролиза [c.20]

Рис 1 9 Влияние индекса кристалличности целлюлозы б лигнина (а) и лигнифицированной целлюлозы (5) на начальную скорость гидролиза под действием целлюлаз ИК определен после увлажнения и высушивания целлюлозных образцов Условия ферментативного гидролиза и нумерация препаратов целлюлозы даны в табл 1 3, а также в табл 2 5, 2 6 (по данным [14-16]) [c.22]

Влияние индекса кристалличности деллюлозы Во многих работах [14-16, 20, 24, 25, 31-35] отмечено наличие четкой корреляции между ИК и реакционной способностью целлюлозы при ферментативном гидролизе Однако прежде чем перейти к конкретному обсуждению влияния ИК на реакционную способ- [c.22]

Между ИК целлюлозных субстратов, не содержащих лигнин, и их реакционной способностью наблюдается четкая отрицательная линейная зависимость чем больше ИК субстрата, тем меньше начальная скорость его гидролиза (коэффициент корреляции 0,92, см рис 1 9, а) Эта корреляция реализовалась и для глубокого гидролиза целлюлозы — за 24 и 48 ч (коэффициент корреляции — 0,88) [14-16] Зависимости такого же характера наблюдались и в работах [24, 25, 31-33] Однако для лигносодержа-щих видов целлюлозы, например багассы, изменение ИК не влияет на скорость ферментативного гидролиза (рис 1 9, 5) [16] Де-лигнификация таких видов целлюлозы, например щелочью, как правило, изменяет ИК незначительно, но, тем не менее, увеличивает реакционную способность Это происходит только за счет увеличения УПП делигнифицированной целлюлозы [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология