1.2.2. Hoạt động của hệ enzyme hemicellulase
- Dựa vào hoạt động phân cắt, các enzyme hemicellulase có thể được chia thành 2
nhóm (Brigham S. J. et al., 1996):
Endo acting enzyme: thủy phân liên kết ở bên trong chuỗi
polysaccharide, khó xúc tác phản ứng khi cơ chất là các oligomer mạch ngắn
(mức độ polymer hóa DP<3).
Exo acting enzyme: thủy phân liên kết từ đầu khử (ví dụ enzyme β-D-
glucuronidase (EC 3.2.1.31)) hoặc đầu không khử của phân tử polysaccharide (ví dụ enzyme β-D-glucosidase (EC 3.2.1.21)) .
1.2.3. Hệ enzyme hemicellulase
Do cơ chất hemicellulose khá đa dạng và có cấu tạo phức tạp nên để thủy phân hồn
tồn phân tử này địi hỏi sự phối hợp hoạt động của nhiều enzyme, chẳng hạn như để thủy phân hoàn toàn galacto(gluco)mannan thì cần có các enzyme như β-mannanase và β-manosidase; để thủy phân xylan thì cần có các enzyme như endoxylanase và β-
xylosidase; để thủy phân hồn tồn xyloglucan thì cần có các enzyme như β-glucanase và β-glucosidase...
Tuy nhiên, trong giới hạn luận văn này, chúng tơi sẽ trình bày enzyme thủy phân chính có trong chế phẩm enzyme Viscozyme L (endo-glucanase) mà chúng tơi được sử dụng. Tùy vào vị trí liên kết bị phân cắt mà các enzyme endo-beta-glucanase được xếp vào các nhóm có số EC khác nhau (Bảng 1.2)
Bảng 1.2. Phân loại các enzyme endo-beta-glucanase
EC Tên enzyme Tên khác Cơ chế xúc tác
EC 3.2.1.4 Endo 1,4-β-D- glucanase
Thủy phân liên kết β-1→4-glucosidic của
các cellulose vơ định hình, các β-1,3;1,4-
glucan và các β-1,4-glucan phân nhánh
nhiều (ví dụ như tinh bột me (tamarind)).
EC 3.2.1.6 Endo-1,3(4)-β- glucanase
Laminarinase; Laminaranase
Thủy phân liên kết β-1→3 hoặc β-1→4
trong phân tử β-D-glucan khi nhóm glucose nằm trong liên kết bị thủy phân có nhóm thế ở vị trí C-3. EC 3.2.1.39 glucan endo-1,3- β-D-glucosidase Endo-1,3- β- glucanase; hoặc Laminarinase
Thủy phân liên kết β-1→3 trong phân tử 1→ 3-β-D-glucan.
Lưu ý: Hoạt động phân cắt rất hạn chế đối
với các cơ chất chứa hỗn hợp liên kết (1,3- 1,4-)-β-D-glucan.
EC 3.2.1.73 Licheninase Endo-beta-1,3- 1,4 glucanase; hoặc
Licheninase
- Thủy phân liên kết β-1,4- glucosidic trong các phân tử β-glucan có chứa cả liên kết β-
1,3; và β-1,4
- Lưu ý: nó chỉ cắt liên kết β-1,4 liền kề với liên kết β-1,3; đồng thời enzyme này cũng
không hoạt động trên những β-1,3-glucan mạch thẳng hoặc các β-D-glucan chỉ chứa
liên kết 1,3 hoặc 1,4. EC 3.2.1.75 Endo-1,6- β-D- glucanase glucan endo- 1,6-β- glucosidase
Thủy phân liên kết β-1,6-glucosidic trong phân tử (1→6)-β-D-glucans
Các enzyme beta-glucanase có thể được tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau trong tự nhiên,
trong đó nguồn gốc chủ yếu là từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn…). Nấm mốc là
một trong những đối tượng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp endo-beta-glucanase mạnh nhất. Một số nấm mốc thuộc các chi Aspergillus đã được nghiên cứu là có khả năng sản sinh ra các enzyme glucanase nội bào và ngoại bào mạnh như: Aspergillus niger, Aspergillus flavus,
Aspergillus fumigatus, Aspergillus terreus (Ronald P. de Vries và Jaap Visser, 2001). Tuy
nhiên các enzyme được sinh tổng hợp từ các chi Aspergillus khác nhau cũng sẽ có các đặc tính vật lý khác nhau .