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美国劳伦斯伯克利国家实验室研究人员发现，在65℃~70℃下从木质纤维素中生产生物燃料是非常有利的。他们采用了一种很有前景的技术，在此温度范围内提高纤维素酶的能力将纤维素分解为发酵糖。使用该技术，研究人员成功改进了一种高温酶突变体，在所需的温度范围内具有较好的活性和稳定性。
研究人员采用了“B因子引导突变”方法，增强里氏木霉的内切葡聚糖酶EGI（TrEGI）的热稳定性。里氏木霉是一种重要的生产纤维素酶的菌种。在高温下使用纤维素酶水解木质纤维素具有潜在的优势，包括在高温预处理下粘度降低，微生物污染风险减少，兼容性增强，这样就具有了较高的固体负荷，此外还加快了传质和水解速度。不过，里氏木霉纤维素酶在50℃以上不太稳定，研究人员使用B因子方法改善了这种纤维素酶的热稳定性。
像所有的蛋白质一样，纤维素酶是由单个氨基酸链连接在一起形成的，每一个氨基酸在给定的酶中具有一个“B因子”值，该数值对应于这种氨基酸的灵活性。具有较高B因子值的氨基酸灵活性越好。酶中最活跃的氨基酸在蛋白质热应力下最容易分离。因此需要通过突变氨基酸固定酶的这些部分，并降低它们的B因子值以支撑整体结构，这样就增强了蛋白质的热稳定值。
在近期的美国化学学会全国会议上，研究人员展示了他们筛选的11000个TREGI突变体，随后经过50℃的预处理，最后确认了约500个变异菌种候选。使用B因子引导诱变，研究人员改造了纤维素酶TrEGI，在温度范围为50℃~60℃之间时，其活性为原纤维素酶对不溶性木质纤维素基质的两倍。在模式菌株粗糙脉孢菌中经过改造的纤维素酶TrEGI能够在60℃时水解木质纤维素生物质，其转化效率与原纤维素酶TrEGI在50℃时一样。经过对比，研究人员发现TrEGI突变体在大肠杆菌提取物以及模式酿酒酵母菌中，在较高的温度下活性较低。
研究表明，重组纤维素酶对于表达酶的活性和稳定性具有深远的影响。这将对工程优化酶的性能生产生物燃料具有指导意义。
程 静 摘译自：http://newscenter.lbl.gov/science-shorts/2013/05/15/turning-up-the-heat-on-biofuels/