大連輕工業(yè)學(xué)院在國家自然科學(xué)基金的有力支持下,，開展了與人類密切相關(guān)的能源課題——纖維素的降解機理及纖維素酶的系列研究,，取得了重要成果。  

        本研究從土壤中分離純化出2株國際未知的纖維素降解新菌,，一株是能夠?qū)⑻烊焕w維素快速降解的Cytophata新種,，這種菌對纖維降解起關(guān)鍵作用的是纖維二糖氧化酶。另一株是能夠徹底降解纖維素的放線菌,，經(jīng)系統(tǒng)分類學(xué)鑒定和分子生物學(xué)比較,，被確定為新菌，并定名為Streptomyces  cellulolyticus,，相關(guān)的分類學(xué)特征已在國際微生物協(xié)會新發(fā)現(xiàn)菌指定登錄雜志《國際微生物進化與系統(tǒng)分類學(xué)》上公布,，得到國際承認，已被列入國際微生物協(xié)會新菌目錄,。  

        在對該菌纖維降解過程的研究中,，發(fā)現(xiàn)有兩種酶對纖維降解起關(guān)鍵作用。一種是內(nèi)切葡聚糖S酶,，該酶同時具有纖維外切酶和纖維內(nèi)切酶兩種酶活性,，是纖維素骨架結(jié)構(gòu)水解過程中的主要酶催化劑。另一種是纖維素液化酶（定名為C2酶）,，是一種低分子量的蛋白酶,，在纖維素降解的起始過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。  

        纖維素是目前最難被分解的可再生資源，雖然自然界中的天然纖維素經(jīng)過長期堆積腐爛最終被徹底降解掉,，但始終無法搞清楚纖維素是如何被降解的,，是世界范圍內(nèi)的科學(xué)技術(shù)難點。  

        本項目研究發(fā)現(xiàn)的小分子量纖維降解起始酶——纖維素液化酶在啟動阻礙纖維素降解的纖維晶體結(jié)構(gòu)解聚過程中扮演著十分重要的作用,，由于該酶的參與,，天然纖維被徹底降解，因此將其定義為纖維降解起始酶,。由于這種起始酶的分子量極低,，在之前的研究中完全被忽略而從未被發(fā)現(xiàn)過，因此始終無法搞清天然纖維的降解是如何開始的,。纖維素液化酶的發(fā)現(xiàn)和研究，為徹底解開纖維降解機理提供了新的希望,，為纖維降解機理的研究提供了新的模式,，有望搞清天然纖維在自然界中是如何被微生物降解的，為解決能源危機提供新的潔凈能源,。此外,，我們在研究黃原膠的降解過程中，發(fā)現(xiàn)了一種新的微生物細菌,，這種細菌所分泌的幾種酶僅能將黃原膠鏈?zhǔn)椒肿又械膫?cè)鏈全部切掉,，而主鏈可以保持完整。由于黃原膠分子的主鏈結(jié)構(gòu)是由b-葡萄糖苷鍵連接的長鏈分子,，亦即纖維素分子,，通過該微生物的黃原膠降解可以形成真正的纖維素分子，為纖維素酶研究提供真實的底物,。  

        通過本項目的研究,，我們建立了一套成熟的“微生物菌的發(fā)現(xiàn)與篩選—酶的分離純化—基因的克隆與表達—產(chǎn)物生產(chǎn)”的技術(shù)思路和方法。本研究的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)及創(chuàng)新之處在于,，發(fā)現(xiàn)了一種在纖維素降解過程中起重要作用的降解酶C2酶是纖維素降解的起始因子,，從而解決了研究過程中一直都無法回答的問題：高活力纖維素純酶為什么不能降解天然纖維素，從而對纖維素降解過程中纖維素大分子的結(jié)構(gòu)變化有了更深入的理解,。本研究的意義在于為纖維素降解機理研究提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和手段,。  

        該項目研究成果已在國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了9篇SCI收錄論文，4篇國家核心期刊論文,，并為很多同行索取材料和論文,。此項目成果獲得2005遼寧省自然科學(xué)二等獎。目前,，此項目得到遼寧省的基金資助,，并正在申請新的國家自然科學(xué)基金項目，以繼續(xù)本項目的研究工作。