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纤维素是自然界含量最为丰富的可再生资源。在纤维素酶的催化作用下,纤维素可以降解为简单糖,进而可以发酵产生乙醇等清洁能源。蚯蚓在土壤中以植物为食,这与其体内的纤维素酶作用有关。研究蚯蚓纤维素酶的性质,在环保与土壤毒理学方面意义重大。
从赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)中提取粗酶液,利用DNS 法分析粗酶液中3 类纤维素酶的活力。用刚果红染色法确定了赤子爱胜蚓含有3种内切型纤维素酶(Cx 酶),分别称作Cx 酶Ⅰ、Cx 酶Ⅱ和Cx 酶Ⅲ。
经DEAE-Cellulose-52 离子交换层析分离Cx 酶,0.20mol/L NaCl 洗脱峰中含有活性组分。将0.20mol/L NaCl 洗脱峰中的Cx 酶用Sephadex G-100凝胶过滤层析进行分离,不能使三种Cx 酶分开,说明它们的分子量接近。以制备电泳得到了3种Cx 酶,用SDS-PAGE 测得它们的分子质量分别为33 400Da、28 800Da和28 800Da。用DNS 法测得在粗酶液中内切型纤维素酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH值为7.0。
经薄层层析法分析酶解产物,证实粗酶液可将脱脂棉和CMC水解为纤维寡糖和葡萄糖,3种Cx 酶均可将脱脂棉和CMC水解为纤维寡糖,表明Cx 酶同时具有外切型纤维素酶(C1酶)活力。经制备电泳初步纯化得到了1种β-葡萄糖苷酶,测得其分子质量为60330Da。
用纤维素类食物对蚯蚓进行诱导,发现蚯蚓的生长状况不佳,但其体内3 类纤维素酶的酶活力明显增强。