Tiềm năng ứng dụng của cellulase bền nhiệt và hoạt động ở pH thấp là rất to lớn. Ngoài ứng dụng trong việc bổ sung vào thức ăn gia súc, những cellulase còn được sử dụng vào rất nhiều ngành công nghiệp khác mà đòi hỏi những điều kiện đặc biệt về nhiệt độ cao, hay môi trường acid. Trên thế giới, trong gần hai chục năm trở lại đây đã có nhiều công bố về việc tìm ra cellulase bền nhiệt, bền pH. Tiêu biểu là các công trình nghiên cứu sau:
Năm 1996, ở Iceland và Thụy Điển, một siêu enzyme cellulase endo-β-1,4- glucanase được tinh sạch từ Rhodothermus marinus có hoạt tính trên carboxylmethyl cellulose nhưng không có hoạt tính trên Avicel. Khối lượng phân tử của enzyme khoảng 49 kDa, pH tối ưu là 7,0. Đây là một enzyme chịu nhiệt nhất
được biết đến tại thời điểm công bố, enzyme giữ được 50% hoạt tính khi ủ ở 100°C trong 3,5 giờ và 80% hoạt tính khi ủ ở 90°C trong 16 giờ. Siêu enzyme này có khả năng ứng dụng rất to lớn trong các ngành công nghiệp cần bổ sung enzyme trong những công đoạn cần gia nhiệt cao [31].
Không chỉ dừng lại ở những nghiên cứu về cellulase trên vi sinh vật, Bingze Xu và cộng sự (2000) đã tinh chế thành công một endo-β-1,4-D-glucanase từ trai xanh (Mytilus edulis) . Endoglucanase được tinh sạch có kích thước 19,7 kDA, pI=7. Enzyme có thể hoạt động trên vùng vô định hình của cellulose và carboxylmethyl nhưng không thể hiện hoạt tính trên cellulose tinh thể. Enzyme có thể chịu được nhiệt độ 100°C trong 10 phút mà không bị mất hoạt tính. Trình tự amino acid của enzyme này cho phép các nhà nghiên cứu sắp xếp enzyme tinh sạch thuộc GH45 [13].
Tại Brazil, Marli Camassola và cộng sự (2004) đã tinh sạch một hỗn hợp cellulase từ P. echinulatum. Hỗn hợp enzyme này hoạt động mạnh nhất ở pH 4 và 5, có khả năng bền nhiệt ở 55°C [42]. Tại Ấn Độ, năm 2007 các nhà nghiên cứu đã tìm ra một endoglucanase mới từ A. aculeatus. Enzyme mới này có kích thước 45 kDa, pH tối ưu của enzyme là 5, nhiệt độ tối ưu là 40°C, pI=4,3. Enzyme có khả năng giữ được 50% hoạt tính khi gia nhiệt ở 90°C trong 5 giờ [44]. Các enzyme tìm thấy đều là những enzyme vừa có khả năng hoạt động ở pH thấp, vừa là những enzyme bền nhiệt.
Năm 2005, các nhà nghiên cứu ở Pháp và ở Đức đã tách dòng và biểu hiện thành công gene SSO 1949 mã hóa 334 amino acid chứa protein SSO 1949, là một endo- β-glucanase thuộc họ GH12. Gen được tách dòng từ cổ khuẩn Sulfolobus solfataricus, là vi sinh vật sống ở vùng suối nước nóng với nhiệt độ tối ưu 80°C và pH thích hợp cho sự phát triển là pH từ 2,0 đến 4,0. Enzyme tái tổ hợp được tinh sạch và xác định các đặc tính sinh hóa cho thấy rằng đây là một enzyme rất ưa nhiệt và ưa acid. Enzyme có nhiệt độ tối ưu xấp xỉ 80°C. Hơn nữa, đây là enzyme chịu nhiệt với half-life (thời gian hoạt tính enzyme giữ lại được một nửa ở nhiệt độ nhất
định) là 8 giờ và pH 1,8. Enzyme chịu nhiệt này phụ thuộc rất lớn vào pH: ở pH trung tính tỷ lệ bất hoạt với nhiệt cao gấp 2 lần so với ở pH 1,8 [65].
Tại Trung Quốc, năm 2008, các nhóm nghiên cứu của Duan và cộng sự đã tách dòng và biểu hiện một gen mã hóa cellulase từ quần thể vi sinh vật trong dạ cỏ của trâu. Một thư viện gen được thành lập và sàng lọc những gen mã hóa protein cho hoạt tính cellulase. 61 cellulase đã được phân lập. 13 cellulase tái tổ hợp đã được nghiên cứu đặc tính. Chúng đều có pH tối ưu nằm trong khoảng từ 4,0-7,0. 7 cellulase hoạt động mạnh mẽ trong điều kiện môi trường acid với pH tối ưu dưới 5,5 hoặc thấp hơn. Hơn nữa, một gen mã hóa cellulase mới (C67-1) đã được siêu biểu hiện trên E. coli và enzyme tái tổ hợp tinh chế được cho thấy pH tối ưu tại 4,5, khả năng bền pH nằng trong khoảng 3,5-10,5. Đây là một trong những enzyme quan trọng trong việc phân hủy cellulose ở những điều kiện đa dạng và môi trường pH thấp như trong dạ cỏ của trâu [21].
Năm 2009 là một năm thành công trong việc nghiên cứu enzyme chịu nhiệt, chịu pH. Tại Ấn Độ, một endoglucanase từ chủng Bacillus M-9 được phân lập từ đống phân hủy rơm đã được tinh sạch bằng kết tủa ammonium sulfate và cột DEAE-cellulose. Enzyme có kích thước 54 kDa được xác định bằng SDS-PAGE. Endoglucanase có hoạt tính nằm trong khoảng nhiệt độ từ 30-100°C, nhiệt độ tối ưu là 60°C. Enzyme giữ được hoạt tính 50% và 39% hoạt tính cực đại lần lượt ở 90°C và 100°C. Enzyme bền với nhiệt độ 50-70°C trong 30 phút tới 1 giờ. Endoglucanase có hoạt tính trong vùng pH rộng từ 3,0-10,0 với pH tối ưu ở pH 5,0. Khả năng chịu nhiệt cao cũng như khả năng bền pH thấp cũng như pH cao của endoglucanase hứa hẹn tiềm năng ứng dụng rất lớn của enzyme này trong công nghiệp [12]. Cũng trong năm này, các nhà nghiên cứu ở hai trường đại học Thái Lan và Nhật Bản đã tách dòng gen mã hóa cellulase (CSCMCase) từ Cryptococcus sp. S-2 có chứa 1023 nucleotide và gắn cellulose-binding domain (CBD) có nguồn gốc từ cellobiohydrolase I của T. reesei (CSCMCase-CBD) và biểu hiện vào nấm men P. pastoris. Việc gắn CBD vào CSCMCase đã cho kết quả tuyệt vời, nâng cao việc
bám vào cơ chất cellulose so với enzyme CSCMCase. Hơn nữa, enzyme tái tổ hợp CSCMCase-CBD còn chứng tỏ độ bền nhiệt sau khi ủ ở 90°C trong 3 giờ, trong khi đó enzyme tái tổ hợp CSCMCase bị mất hoạt tính rất nhanh khi ủ ở 90°C trong 1 giờ [33].
Tại Nga năm 2010, các nhà khoa học đã tinh chế được 9 cellulase từ
Penicillium verruculosum. Các enzyme có pH tối ưu 3,5-5. Nghiên cứu bền nhiệt chỉ ra rằng hầu hết các enzyme đều có thể chịu được nhiệt độ 50°C trong ít nhất 3 giờ. Ở 60°C, các enzyme tinh sạch vẫn giữ được hoạt tính từ 31-80% hoạt tính sau 3 giờ. Ở 65°C, enzyme EGIIb vẫn giữ được 46% hoạt tính sau 3 giờ [62].
A. nidulans ít được khai thác như một nguồn cung cấp enzyme thủy phân lignocellulose cho những tiềm năng công nghệ sinh học, Tavares và cộng sự (2013) đã tách dòng gen mã hóa endoglucanse (rEGA) và biểu hiện thành công trong P. pastoris. Quá trình tinh sạch và đặc tính hóa sinh của enzyme tái tổ hợp đã được khảo sát. Đây là một enzyme có khối lượng phân tử 35 kDa. Hoạt tính enzyme cao nhất ở 50°C và pH 4. Enzyme giữ được 100% hoạt tính khi ủ ở 45°C và 50°C trong 72 giờ. Những thông số hiện có gợi ý rằng rEGA thích hợp cho những quá trình biến đổi sinh học các hợp chất hữu cơ, cho các ngành công nghiệp qua trọng như sản xuất thức ăn chăn nuôi và sản xuất ethanol thế hệ 2 [23].