The enzymatic hydrolysis of xylan,

The enzymatic hydrolysis of xylan, which is the second most abundant natural polysaccharide, is one of the most important industrial applications of this polysaccharide [1, 2]. The primary chain of xylan is composed of β-xylopyranose residues, and its complete hydrolysis requires the action of several enzymes, including endo-1,4-β-D-xylanase (EC3.2.1.8), which is crucial for xylan depolymerization [2]. Due to the diversity in the chemical structures of xylans derived from the cell walls of wood, cereal or other plant materials, a large variety of xylanases with various hydrolytic activities, physicochemical properties and structures are known. Moreover, xylan derivatives are frequently used to induce the production of xylanases [3] by microorganisms [4], using either solid-state or submerged fermentation [5].

Xylanases and the microorganisms that produce them are currently used in the management of waste, to degrade xylan to renewable fuels and chemicals, in addition to their use in food, agro-fiber, and the paper and pulp industries, where the enzymes help to reduce their environmental impact [6]. Oligosaccharides produced by the action of xylanases are further used as functional food additives or alternative sweeteners with beneficial properties [7].

To meet the needs of industry, more attention has been focused on the enzyme stability under different processing conditions, such as pH, temperature and inhibitory irons, in addition to its ability to hydrolyze soluble or insoluble xylans. Although many wild-type xylanases contain certain desired characteristics, such as thermostability, pH stability or high activity, no individual xylanase is capable of meeting all of the requirements of the feed and food industries. Moreover, as industrial applications require cheaper enzymes, the elevation of expression levels and the efficient secretion of xylanases are crucial to ensure the viability of the process; therefore, genetic engineering and recombinant DNA technology have an important role in the large-scale expression of xylanases in homologous or heterologous protein-expression hosts.

Considering the future prospects of xylanases in biotechnological applications, the goal of this review chapter is to present an overview of xylanase production via fermentation and to describe some of the characteristics of these enzymes and their primary substrate, xylan. Moreover, this review will discuss the fermentation processes as well as the genetic techniques applied to improve xylanase yields.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ไฮโตรไลซ์เอนไซม์ในระบบของ xylan ซึ่งเป็น polysaccharide ธรรมชาติอุดมสมบูรณ์มากที่สุดที่สอง เป็นหนึ่งในโปรแกรมประยุกต์อุตสาหกรรมสำคัญของ polysaccharide นี้ [1, 2] ประกอบด้วยสายหลักของ xylan β-xylopyranose ตก และไฮโตรไลซ์ความสมบูรณ์ต้องมีการดำเนินการของเอนไซม์หลาย รวมถึงวงจร-1,4-β-D-ไซลาเนส (EC3.2.1.8), ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการ depolymerization xylan [2] เนื่องจากความหลากหลายในโครงสร้างทางเคมีของ xylans ที่มาจากผนังเซลล์ของไม้ ธัญพืช หรือ วัสดุอื่น ๆ พืช ความหลากหลายของ xylanases กับหลากหลายกิจกรรมไฮโดรไลติก physicochemical คุณสมบัติและโครงสร้างเป็นที่รู้จักกัน นอกจากนี้ อนุพันธ์ xylan มักใช้เพื่อก่อให้เกิดการผลิตของ xylanases [3] [4], จุลินทรีย์โดยใช้โซลิดสเตต หรือน้ำท่วมหมัก [5]Xylanases และจุลินทรีย์ที่ผลิตนั้นจะใช้ในการจัดการของเสีย ย่อยสลาย xylan เพื่อทดแทนเชื้อเพลิงและเคมีภัณฑ์ นอกเหนือจากการใช้ในอาหาร เกษตรไฟเบอร์ และ อุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อกระดาษ ที่เอนไซม์ช่วยลดผลกระทบสิ่งแวดล้อมของพวกเขา [6] Oligosaccharides ที่ผลิต โดยการกระทำของ xylanases เพิ่มเติมใช้เป็นวัตถุเจือปนอาหารที่ทำงานหรือสารให้ความหวานอื่น ด้วยคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ [7]เพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรม ความสำคัญได้ถูกเน้นเสถียรภาพเอนไซม์ภายใต้เงื่อนไขการประมวลผลที่แตกต่างกัน เช่น pH อุณหภูมิ และลิปกลอสไขเตา รีด นอกจากความสามารถในการ hydrolyze xylans ละลายน้ำ หรือละลาย แม้ว่าในป่าชนิด xylanases ประกอบด้วยลักษณะบางอย่างต้อง เช่น thermostability, pH เสถียร หรือ กิจกรรมสูง ไซลาเนสแต่ละที่ไม่มีความสามารถในการประชุมทั้งหมดของความต้องการของอุตสาหกรรมอาหารและอาหาร นอกจากนี้ เป็นอุตสาหกรรมต้องใช้เอนไซม์ราคาถูก ยกระดับนิพจน์และการหลั่งที่มีประสิทธิภาพของ xylanases มีความสำคัญเพื่อให้ชีวิตของกระบวนการ ดังนั้น พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยี DNA วททชได้มีบทบาทสำคัญใน xylanases ในโฮสต์ homologous หรือ heterologous โปรตีนนิพจน์การขนาดใหญ่พิจารณาแนวโน้มในอนาคตของ xylanases ในโปรแกรมประยุกต์ biotechnological เป้าหมายของทบทวนบทนี้คือ การนำเสนอภาพรวมของการผลิตไซลาเนสที่ผ่านการหมัก และ เพื่ออธิบายลักษณะของเอนไซม์เหล่านี้ และพื้นผิวที่หลักของพวกเขา xylan นอกจากนี้ บทความนี้จะหารือกระบวนการหมักเป็นเทคนิคทางพันธุกรรมที่ใช้ในการปรับปรุงผลผลิตไซลาเนส

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การย่อยของเอนไซม์ไซแลนซึ่งเป็น polysaccharide ธรรมชาติที่อุดมสมบูรณ์มากที่สุดที่สองเป็นส่วนหนึ่งของการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดของ polysaccharide นี้ [1, 2] ห่วงโซ่หลักของไซแลนประกอบด้วยสารตกค้างβ-xylopyranose และการย่อยสลายที่สมบูรณ์ต้องมีการกระทำของเอนไซม์หลายรวมทั้ง Endo-1,4-β-D-ไซลาเนส (EC3.2.1.8) ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับไซแลน depolymerization [2] เนื่องจากความหลากหลายในโครงสร้างทางเคมีของ xylans ที่ได้มาจากผนังเซลล์ของไม้ธัญพืชหรือพืชอื่น ๆ ที่หลากหลายของไซแลนเนสมีกิจกรรมย่อยสลายต่างๆสมบัติทางเคมีกายภาพและโครงสร้างที่รู้จักกัน นอกจากนี้สัญญาซื้อขายล่วงหน้าไซแลนมักมีการใช้เพื่อก่อให้เกิดการผลิตของไซแลนเนส [3] โดยจุลินทรีย์ [4] โดยใช้แบบ solid-state หรือหมักจมอยู่ใต้น้ำ [5]. ไซแลนเนสและจุลินทรีย์ที่ผลิตพวกเขาใช้อยู่ในปัจจุบันในการจัดการของเสีย การย่อยสลายไซแลนที่จะเชื้อเพลิงทดแทนและสารเคมีที่นอกเหนือจากการใช้ในอาหารเกษตรเส้นใยและกระดาษและอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษที่เอนไซม์ที่ช่วยในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม [6] oligosaccharides ผลิตโดยการกระทำของไซแลนเนสที่มีการใช้ต่อไปเป็นสารเติมแต่งอาหารทำงานหรือสารให้ความหวานทางเลือกที่มีคุณสมบัติเป็นประโยชน์ [7]. เพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมให้ความสนใจมากขึ้นได้รับการมุ่งเน้นไปที่ความมั่นคงของเอนไซม์ในสภาวะที่แตกต่างกันเช่นค่า pH อุณหภูมิ และเตารีดยับยั้งนอกเหนือไปจากความสามารถในการย่อยสลาย xylans ที่ละลายน้ำได้หรือไม่ละลายน้ำ แม้ว่าไซแลนเนสป่าหลายชนิดมีลักษณะที่ต้องการบางอย่างเช่นทนร้อนเสถียรภาพค่า pH หรือกิจกรรมที่สูงไม่ไซลาเนสแต่ละคนมีความสามารถในการประชุมทุกความต้องการของอาหารและอุตสาหกรรมอาหาร นอกจากนี้ยังเป็นงานอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมีเอนไซม์ที่ถูกกว่าความสูงของระดับการแสดงออกและการหลั่งที่มีประสิทธิภาพของไซแลนเนสมีความสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าชีวิตของกระบวนการ; ดังนั้นพันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีดีเอ็นเอมีบทบาทสำคัญในการแสดงออกขนาดใหญ่ของไซแลนเนสในคล้ายคลึงกันหรือ heterologous เจ้าภาพโปรตีนแสดงออก. พิจารณาแนวโน้มในอนาคตของไซแลนเนสในการใช้งานเทคโนโลยีชีวภาพเป้าหมายของบทตรวจสอบนี้คือการนำเสนอภาพรวม การผลิตไซลาเนสผ่านการหมักและการที่จะอธิบายบางส่วนของลักษณะของเอนไซม์เหล่านี้และสารตั้งต้นหลักของพวกเขา, ไซแลน นอกจากนี้การตรวจสอบนี้จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการหมักเช่นเดียวกับเทคนิคทางพันธุกรรมที่นำไปใช้ในการปรับปรุงอัตราผลตอบแทนไซลาเนส

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เอนไซม์เอนไซม์ไซแลน ซึ่งเป็นสองชุกชุมมากที่สุดธรรมชาติโพลีแซคคาไรด์ เป็นหนึ่งในที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมโพลีแซคคาไรด์ [ 1 , 2 ] ห่วงโซ่หลักของไซ ประกอบด้วย บีตา - xylopyranose ตกค้าง และย่อยสลายสมบูรณ์ต้องมีการกระทำของเอนไซม์หลาย รวมทั้ง endo-1,4 - บีตา - d-xylanase ( ec3.2.1.8 )ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับไซ depolymerization [ 2 ] เพราะความหลากหลายในโครงสร้างทางเคมีของไซแลนด์ที่ได้มาจากเซลล์ผนังไม้ ธัญพืชหรือพืชอื่น ๆ หลากหลายชนิด ด้วยกิจกรรมย่อยสลายต่างๆ สมบัติทางเคมีกายภาพและโครงสร้างเป็นที่รู้จักกัน นอกจากนี้ไซแลนและใช้บ่อยเพื่อก่อให้เกิดการผลิตชนิด [ 3 ] โดยจุลินทรีย์ [ 4 ] , การใช้ของแข็งหรือน้ำหมัก [ 5 ] .

ชนิดและเชื้อจุลินทรีย์ที่ผลิตได้ในปัจจุบันใช้ในการจัดการขยะย่อยสลายไซแลน , เชื้อเพลิงทดแทนและสารเคมี นอกจากจะใช้ในอาหาร เกษตรไฟเบอร์ กระดาษและเยื่อกระดาษอุตสาหกรรมซึ่งเอนไซม์ที่ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม [ 6 ] โอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ผลิตโดยการกระทำของเนสเพิ่มเติมจะใช้เป็นฟังก์ชันวัตถุเจือปนอาหารหรือสารให้ความหวานทางเลือกที่มีประโยชน์ คุณสมบัติ [ 7 ] .

เพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรม , ความสนใจมากขึ้นได้รับการมุ่งเน้นของความมั่นคงภายใต้เงื่อนไขการประมวลผลที่แตกต่างกัน เช่น ค่า pH , อุณหภูมิและยับยั้ง เตารีดนอกจากความสามารถในการสลายละลาย หรือละลายน้ำไซแลนด์ . ถึงแม้ว่ายาบางอย่างชนิดมีคุณลักษณะที่พึงประสงค์ เช่น ความมั่นคง หรือทดล ความเป็นกรดสูง กิจกรรม ไม่ บุคคล ไซลาเนสคือความสามารถในการเรียกประชุมทุกความต้องการของอุตสาหกรรมอาหารและอาหาร นอกจากนี้ ตามที่อุตสาหกรรมต้องการเอนไซม์ราคาถูก ,ที่ระดับความสูงของระดับการแสดงออกและการหลั่งของชนิดที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าชีวิตของกระบวนการ ดังนั้น พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอมีบทบาทในการแสดงออกขนาดใหญ่ของชนิดในชนิดโปรตีนความคล้ายคลึงหรือการแสดงออกโยธา

พิจารณาอนาคตของชนิดในงานเทคโนโลยีชีวภาพเป้าหมายของบทนี้ ทบทวน เพื่อเสนอภาพรวมการผลิตไซลาเนสที่ผ่านการหมักและอธิบายบางส่วนของลักษณะของเอนไซม์เหล่านี้และหลักตั้งต้น ไซ . นอกจากนี้ บทความนี้จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการหมัก รวมทั้งเทคนิคทางพันธุศาสตร์ประยุกต์ในการปรับปรุงผลผลิตเอนไซม์ .