突变体Trichoderma viride JC-1U7增强纤维素降解能力:解锁可持续生物质转化的新钥匙

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Biomass and Bioenergy 5.8

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  本文推荐了一篇关于纤维素高效降解的突破性研究。作者通过紫外诱变获得Trichoderma viride突变株JC-1U7,其滤纸酶活(FPA)达0.49 U/mL,内切葡聚糖酶(CMCase)活性提升至3.3 U/mL。研究结合分子对接技术揭示了1,4-β-D-葡聚糖水解酶等关键酶的催化机制,并在25°C温和条件下实现林业废弃物(PPGL)高效降解,为生物质能源开发提供了新型高效生物催化剂。

  

Highlight亮点

本研究报道了一株新型Trichoderma viride JC-1及其紫外诱变衍生菌株JC-1U7,后者展现出显著增强的纤维素降解能力。突变株JC-1U7的滤纸酶活(FPA)在第8天达到0.49 U/mL,内切葡聚糖酶(CMCase)活性在第6天飙升至3.3 U/mL,外切葡聚糖酶(pNPCase)活性则在第8天达到0.11 U/mL,各项指标均大幅超越野生型菌株。

Molecular Insights分子机制

通过分子对接和动力学模拟,我们揭示了1,4-β-D-葡聚糖水解酶(EC 3.2.1.4)、1,4-β-D-葡聚糖纤维二糖水解酶(EC 3.2.1.91)和β-1,4-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)活性增强的结构基础。关键氨基酸残基在底物结合和催化过程中的重要作用被首次系统阐释,这些发现为理解纤维素酶超家族的催化奥秘提供了全新视角。

Optimization优化条件

针对林业废弃物(PPGL)的降解实验表明,菌株JC-1U7在接种量5%、pH 5、25°C的温和条件下培养8天即可达到最佳降解效果。这种接近环境温度的工艺条件显著降低了工业应用能耗,使该菌株成为可持续生物质转化领域极具潜力的"绿色催化剂"。

Conclusion结论

遗传稳定性测试证实JC-1U7连续传代8代后仍保持稳定的酶产量。该研究不仅为生物质能源开发提供了高性能菌种资源,其揭示的酶分子改造策略更为设计新一代纤维素降解系统奠定了理论基础。这些发现将加速木质纤维素生物精炼技术的工业化进程,助力"双碳"目标的实现。

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