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华南农业大学冯定远教授提出“主效酶-辅效酶”概念:复杂日粮的降解需要多酶协同

冯定远教授:我们一直致力于饲料酶制剂的研发。

文/图 农牧前沿 朱敬强

11月14日,第三届饲料酶制剂科技与产业发展大会于北京顺利进行,会上,华南农业大学冯定远教授带来题为《饲料主效酶与辅效酶及小品种酶的开发》的报告。冯定远教授在报告中提出主效酶与辅效酶概念,对未来酶制剂的研发具指导意义。

华南农业大学冯定远教授提出“主效酶-辅效酶”概念:复杂日粮的降解需要多酶协同

由于饲料原料物理特性和化学特性两方面复杂性,一种酶制剂无法解决其降解消化问题。天然存在的多酶复合体则是复合酶、组合酶和配合酶的基础。“多酶复合体”中各种单酶存在相对效率,有主次关系、从属关系、即主效酶和辅效酶之分。针对目标底物起基本作用,发挥主导功能,主攻催化化学构成中主链位点或者物理空间中主体成分的单酶可以称为主效酶,相对的,发挥辅助性、次要性甚至是依附依附性作用的单酶就是辅效酶。

冯定远教授表示,讨论饲料主效酶与辅效酶可以深化对单酶催化作用的研究以及酶之间的协同、抗协关系的研究;可以在日粮结构更复杂的情况下设计相适应的酶制剂方案;可以在设计酶制剂方案时有更灵活多样的单酶选择,降低产品成本;此外,复杂的饲料原料与多酶复合体的关系研究,在确定了主效酶与多个辅效酶之后,更有利于开发新的饲料资源。

饲料酶中,模拟“多酶复合体”而选择主效酶与辅效酶最好的模型是带有侧链或支链的木聚糖。以阿拉伯木聚糖(AX)为例,完全降解AX需要木聚糖酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、阿魏酸酯酶等若干种酶的协同作用,形成一个复杂的降解系统。通过主效酶-辅效酶理念分析可知,木聚糖酶设定为主效酶,而AX复杂的侧链影响了一般的木聚糖酶效率,需要考虑辅效酶,即侧链酶阿拉伯呋喃糖苷酶、阿魏酸酯酶,二者在木聚糖骨架上切除支链,从而提高了木聚糖酶的效率。许多复杂的纤维素类饲料原料均会发生一定的木质化,可以降解木质素的漆酶,则成为一种常用辅效酶。除了降解木质素外,漆酶也可以去除废水中的木质素衍生物、单宁、酚醛化合物等有毒物质。

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