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，來自真菌簡稱EG或來自細(xì)菌簡稱Len)；外切纖維素酶(exo-l，4-p-D-葡聚糖酶，簡稱EX；)和纖維二糖酶(8一葡萄糖苷酶，簡稱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)，包含一個或多個催化結(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個家族，在同一個家族內(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水層，使食糜的流通速度和營養(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)也會影響消化器官生長和發(fā)育，其中對腸道的形態(tài)結(jié)構(gòu)影響較大；進(jìn)而也會對腸道微生物區(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，與對照組相比胰腺和肝臟相對重量的下降27.14%( P<O.OI)和11.78%(P<0.05)；肌腺胃相對重量低16.06%( P<0.05)；十二指腸、空腸、回腸相對重量分別低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)體對碳水化合物和其它營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，提高飼料利用率，從而促進(jìn)其生長。
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物、豬、雞上的研究應(yīng)用相比，纖維素酶在鵝營養(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其生長發(fā)育、生理消化相關(guān)的一些指標(biāo)上，對鵝腸道微生物區(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，目前對纖維素酶的研究已進(jìn)行到分子水平，利用基因工程對纖維素酶進(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。
