摘 要

纸质文物中的信息对文化的遗传及历史状况的分析都有极大的研究和参考价值，减少一些外界因素对纸质的文物的影响以延长这些纸质文物的保存时间将具有重要的意义。 纸质文物的主要成分大概是木糖、聚糖、葡萄糖等。自然状态下，纤维素等稳定存在，但容易被木聚糖酶、纤维素酶（CMC酶)、蛋白酶等物质彻底水解成了木糖、葡萄糖、酪氨酸。这就意味着侵染纸质文物的微生物酶主要是CMC酶、蛋白酶、木聚糖酶。本课题通过DNS法在最适波长处测定培养稀释后的菌株的还原糖含量来确定各菌株生长活力，以此确定不同菌株对纤维素、酪蛋白、木聚糖的分解能力，进而确定对纸质文物分解影响最小的条件，使纸质文物的保存时间得到延长。

关键词：木质酶 DNS显色剂 酶活 生长曲线

Study on the infection of microbial enzymes in the paper cultural relics

Abstract

Information paper relics of culture inheritance and historical conditions in the analysis has a great deal of research and reference value, reduce the effect of external factors on paper cultural relics in order to extend the preservation time of the paper relics will have important significance.The main components of the paper are xylose, glucose, glucose and so on. In the natural state, cellulose and other stable existence, but easily by xylanase, cellulase (CMC), protease and other substances completely hydrolyzed into xylose, glucose, tyrosine.This means that the microbes in the paper are mainly CMC enzyme, protease and xylanase. In this study, the DNS method was developed to determine the growth activity of each strain by determining the content of reducing sugar in the cultured strains,In order to determine the different strains of cellulose, casein, and the ability of the decomposition of wood, and then determine the impact of the paper on the smallest decomposition of the conditions, so that the time of the paper heritage to be extended.

Key words: lignin enzyme DNS color reagent enzyme activity growth curve

目录

摘要 2

Abstract 3

第一章 引言 4

1.1国内外木质酶的研究现状 4

1.1.1纤维素酶研究的目的和意义 4

1.1.2木质酶研究的历史 5

第二章 概述 6

2.1木质酶酶系 6

2.1.1木质酶系的催化类别 7

2.1.2木质酶系的组合形式 8

2.2木质酶产生菌的筛选及及选育过程 8

2.2.1较为普遍的选取CMC酶制造菌的方法 8

2.2.2纤维素酶生产菌种的选育 9

2.2.3理化诱变育种 9

2.2.4原生质体融合育种 10

2.2.5基因工程构建高效产酶工程菌 10

2.3木质酶调控机理 10

2.3.1诱导机制假设 10

2.3.2引导物质与cellulase及Half cellulase的诱导表达模式 11

第三章 酶活测定 11

3.1实验原理 11

3.2实验过程 12

3.2.1实验试剂 12

3.2.2实验器材 12

3.2.3实验过程 12

第四章 实验数据及分析 15

4.1实验数据 15

4.2实验数据分析 19

参考文献 21

致谢 24

第一章 引言

1.1国内外木质酶的研究现状

1.1.1纤维素酶研究的目的和意义

第二次世界大战以来，以化工石油资源为依托的高速的工业发展极大的推动了世界经济及人类物质文明的进步，使人类文明发展的高度不断上升，但这场发展的代价是很多不可再生资源的消耗、大量不必要的废弃，而这导致地球进化25亿年留下的丰富的化石能资源急速不可逆的消失，如石油，天然气等，并逐渐走向枯竭。

另一方面，石油等大量资源的消耗带来很多环境问题，其中最为严重的是造成全球温度大幅变化的温室效应，罪魁祸首就是化石燃料燃烧产生的二氧化碳。这些不容忽视的问题迫使人们开发研究出新资源以摆脱对化石资源的过度依赖。

地球上的植物每年通过光合作用能够产生的生物质总量有1000亿吨，因而，生物质被视为是可大规模发展并足以撑起人类发展生存的有机能源。更大的原因在于，生物质是Renewable，且其生长代谢方式主要为二氧化碳的吸收和氧气的释放，而这正是目前社会所急需解决的难题。

木质纤维素是构成所有生物质的主体，而将其降解是必要的一步。目前降解途径主要有两条：热裂解和生物转化。热裂解技术反应快速彻底，但缺陷为反应条件苛刻，产物不均一。生物降解技术是先将木质纤维素降解为各种糖类，再将其转化为需要的化学品，起到替代化学石油的作用。且其作用条件温和，产率高，作为重要研究对象的潜力巨大。

1.1.2木质酶研究的历史

最早关于微生物分化使用纤维素是在1850年由Mifscherlich所观察而得到的，但实际关于CMC的探索是在1906年。当时的Seilliere在Snail digestive juice中发现了能够降解自然微生物的酶，这才打开了探索纤维素酶的大门。标志性的里程碑是：1912年，普瑞尹瑟姆从忍耐高温的纤维素细菌中分离出了CMC酶，之后的格莱斯慢于一九三三年分辨发现了一种真菌CMC酶的两个组成成分，之后的1954年，美国陆军Natick实验室开始探索军用纤维素材料的防降解问题，从此就找到纤维素经分解可作为一种大量经济的原料，而这不仅有助于解决能源问题，对固体垃圾及废物的改善程度更是其他能源所达不到的。从此，纤维素酶开始得到广泛关注。

50年代，CMC酶的探索趋势逐渐转向其原本的性质，发挥路径，培养前提，测定技法等上面。1958年，美国华盛顿大学的Fry等人利用酶分解非淀粉的多糖并取得效果，这推进了CMC酶的研究在许多国家快速而大范围地被推广。尤其是在制造较好的CMC酶菌种及其生长发育条件、特征、隔离、炼制及合作发展作用方面进展很快。60~70年代，Nisizawahe Woo等人把关于绿色木酶和黑曲霉的纤维素酶的很多的探索将CMC酶分成了不同的部落，且对各个部落进行了区别。70~80年代，研究者们开始通过采取外界刺激改变内在生长的方法对产CMC酶的产酶物进行优化以提高其制造酶的量。80年代以后，科学家们开始在分子水平上对生产纤维素酶的菌株进行外在刺激以改变其内界基因，并对其氨基酸的序列及其提取等各方面进行了更为切实的探索。目前对纤维素酶分离纤维素的研究最多的是USA、Denmark、Japan、Russia、Finland等国，美国总统Obama提议，由DOE、美国环境组织、USDA成立了不同范围组成的工作小组以配合制定相关的环保可再生燃料计划，共同辅助先进燃料的的探索和供应。European Commission制定了“环保利用物质规划草案”，要求截止到2020年，所有所属国家（除海运和空运外）的交通运输利用物质中的20%都必须取于可再生环保物质。日本制定了“阳光计划”，南非、印度尼西亚等发展中国家制定了相关“生物燃料计划”，泰国制定了“E10”法令。且经过探索得到了一些较好的CMC酶产生菌，并X想成立中试工厂而不断进行探索和研究。