综述：微生物生产木聚糖酶方面的最新进展

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Recent progress in the microbial production of Xylanase

纤维素酶分类、应用及优化策略研究。本文系统评述了微生物来源的Endo-1,4-β-D-xylan酶的GH家族分类，总结了GH10和GH11酶在食品、生物燃料等工业中的关键作用，分析了高温、高盐、极端pH等条件下酶稳定性不足的问题，提出通过蛋白工程改造和利用大肠杆菌等工业微生物底盘提升产酶效率的策略，并倡导"设计-生产-固定化-应用"技术循环的整合创新模式。

　　

摘要

内切-1,4-β-D-木聚糖酶（EC 3.2.1.8，简称木聚糖酶）广泛存在于各种与植物相关的软体动物、昆虫和微生物中，它能催化植物细胞壁的主要成分——木聚糖的降解。本文通过系统发育分析，总结了来自微生物物种的主要木聚糖酶，并根据其对木聚糖链的不同催化机制将其分类到不同的糖苷水解酶（GH）家族中。木聚糖酶，尤其是GH10和GH11家族，在许多以植物为基础的产业中发挥着多方面且关键的作用，包括食品和饲料、生物燃料、纸浆和造纸以及制药行业。然而，在实际应用中，木聚糖酶仍面临一些持续性的挑战，这是因为天然木聚糖酶在极端条件（高温、极端pH值、高盐度）下的稳定性较差。为了提高木聚糖酶的性能，蛋白质工程技术用于优化其结构以及氨基酸修饰在许多情况下被证明是一种有效的方法。与此同时，诸如大肠杆菌（Escherichia coli）和Komagataella phaffii等著名的工业微生物底盘在重组木聚糖酶生产中的应用，已被证明是满足日益增长的工业需求的有效途径。基于对微生物木聚糖酶生产现状、挑战及发展前景的系统性评估，提出了将新兴技术与“设计-生产-固定化-应用”技术周期相结合的发展策略，这一策略涵盖了木聚糖酶的特性、结构修饰与生产、应用以及未来发展方向。