综述：植物细胞壁降解的掌控者：纤维小体的结构与功能见解

本综述系统探讨了纤维小体（cellulosome）这一多酶复合体的前沿进展，聚焦于其模块化架构（含 cohesin-dockerin 互作、CBM 等功能域）、动态组装机制及在合成生物学中的应用潜力。文章详细解析了其底物识别与结合机制、细胞表面锚定策略，以及为适应不同底物和环境条件所展现的结构可塑性，为开发高效生物质降解技术提供了关键见解。

　　

1 引言

纤维素是地球上最丰富的有机聚合物，其降解在全球碳循环中起着至关重要的作用。纤维小体是某些厌氧细菌和真菌产生的大型多酶复合体，能够高效分解富含纤维素的植物材料。它们广泛存在于土壤、堆肥、反刍动物瘤肠等自然环境和厌氧消化器等人工系统中。最近的基因组研究发现，在33种细菌中存在产生纤维小体的基因组潜力，这些能力主要源于四个细菌属：Acetivibrio、Ruminococcus、Ruminiclostridium 和 Clostridium。纤维小体通过优化酶协同作用和底物靶向性来增强生物质降解，这为第二代生物燃料等工业应用提供了有前景的选择。其模块化架构还启发了设计型纤维小体（Designer Cellulosomes, DCs）的构建，旨在实现更高效、更有针对性的植物生物质降解。

纤维小体在结构上具有多样性，其核心是通过一个柔性的结构骨架——支架蛋白（scaffoldin）来整合碳水化合物降解酶。支架蛋白是大型非催化蛋白，通过多个粘连模块（cohesin）域来组织和锚定催化组分。Cohesin域与催化亚基的对接模块（dockerin）域发生特异性的强相互作用。催化域通常包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和其他碳水化合物活性酶（CAZymes）。此外，还有一些辅助蛋白，如扩张蛋白样蛋白、蛋白酶和蛋白酶抑制剂。有趣的是，一些纤维小体中还发现了含有CotH样结构域的蛋白，它们可能作为结构组件促进复合体组装，或通过其激酶活性充当调控元件。

支架蛋白构成纤维小体的结构骨架。最常见的支架蛋白，称为初级支架蛋白，通常具有多个cohesin域，用于结合带有dockerin标签的酶。大多数支架蛋白还有一个特殊的dockerin，可通过与锚定支架蛋白上的cohesin结合，帮助其附着在细胞表面。这些蛋白质通过S层同源（SLH）结构域非共价连接，或通过分选酶介导的附着共价连接到细胞表面。在更复杂的纤维小体中，还发现了适配器支架蛋白，可以连接两个支架蛋白或一个支架蛋白和一个酶。纤维小体还作为细菌细胞和底物之间的连接桥梁，通过支架蛋白的碳水化合物结合模块（CBM）介导附着，将酶集中在底物上，从而进一步提高其降解效率。纤维小体介导的纤维素生物质感知和降解是多种复杂机制共同作用的结果，包括底物识别与结合、结构适应、细胞表面锚定、酶协同和邻近效应。

2 碳水化合物结合模块及其与其他纤维小体结构域的相互作用

碳水化合物结合模块（CBMs）是存在于纤维小体支架蛋白和各种碳水化合物活性酶（CAZymes）上的非催化结构域。它们在纤维素分解细菌中扮演着多种角色，其中之一是关键的角色是底物识别，即纤维小体复合体与植物生物质内特定碳水化合物结构的结合。CBMs在结构和功能上是酶的组成部分，已被证明可以提高酶的热稳定性，并破坏底物以方便催化域或其他酶的攻击。此外，在简单纤维小体中，CBMs被认为参与细胞表面锚定。此外，纤维素分解细菌中的非纤维小体CBMs被发现是一种独特的碳水化合物生物传感系统的一部分。其中一个细胞外CBM作为抗σ因子RsgI的一部分，用于检测多糖，这导致信号转导并随后激活纤维小体系统和纤维素酶相关基因的转录，从而可能实现动态的纤维小体组装以进行有效的多糖水解。

2.1 CBM类型

CBM结构的多样性使得纤维小体和CAZymes能够更特异性地识别异质植物生物质中的底物。根据其三级结构/功能相似性，特别是其配体结合位点，CBMs被分为三种类型：A型、B型和C型。A型CBMs具有由芳香族残基组成的平坦或平台状结合位点，识别结晶多糖的表面（表面结合CBMs）。B型CBMs具有凹槽或裂隙状结合位点，可以内部结合单个多糖链（内切型CBMs）。C型CBMs缺乏B型CBMs的延伸结合位点凹槽，并结合多糖末端的较短底物（外切型）。最近，提出了一种基于配体偏好的新分类法，描述了四种类型的CBMs。其中，I型和II型包括特异性结合非分支碳水化合物的CBMs，而III型和IV型CBMs识别并结合分支多糖，并增强含有侧链的底物的水解。

2.2 CBM3结构

根据其一级结构，CBMs目前被分为106个家族。其中，CBM3模块尤其常见于纤维小体中。CBM3a以其与结晶纤维素的强结合能力而闻名，这对纤维素的降解至关重要。CBM3s大约有150个氨基酸长，通常采用β-果冻卷折叠，由9个β-链形成一个平坦和一个弯曲的β-片层。虽然凹表面的作用尚不清楚，但由芳香族残基（His、Trp、Tyr和一个Arg-Asp离子对）组成的平坦表面以线性条带形式与纤维素链的葡萄糖环对齐。这里的突变已被证明会影响底物特异性。单个突变可能导致失去与纤维素的结合、恢复结合或改变粘附特性。在一个来自热纤梭菌（C. thermocellum）的非纤维小体CBM3中，其被提议作为表面锚定的多糖生物传感器，缺乏足够数量的关键芳香族残基可能解释了其对木聚糖结合的偏好。此外，利用最近开发的基于声力光谱学的方法揭示了CBM与底物的多模式结合。具体来说，对野生型CBM3a的拉扯及其从纤维上的解离揭示了其平面芳香族结合基序包含两个碳水化合物结合区域。

除了多模式结合的CBM特性外，还发现了多价CBMs。这些CBMs表现出对纤维素和木葡聚糖的双重特异性结合，这种结合受底物裂隙拓扑结构的影响。值得注意的是，某些多价CBMs，如最近发现的92家族，具有独特的三位点结合模式，被认为在自然界中促进多糖交联。与迄今为止讨论的CBMs在功能和结构上独立于其相关催化域不同，也有一些例外，如CBM3c组（CBM3cs）。CBM3cs是糖苷水解酶9（GH9）底物结合裂隙的组成部分，缺乏保守的配体结合残基。因此，它们不直接结合纤维素。相反，CBM3cs扮演结构或催化辅助的角色。在这里，芳香族残基被极性氨基酸取代，这些氨基酸破坏纤维素链间的氢键，将纤维素链引导至催化域的活性位点进行水解。总而言之，由于CBMs的底物特异性与关键残基及其空间结构密切相关，对这些残基进行定向修饰是定向进化和多样化这些模块的一种有前景的策略。

2.3 X2模块

在C. cellulovorans、解纤维 ruminiclostridium（R. cellulolyticum）、Clostridium josui和Clostridium saccharoperbutylacetonicum中发现的所有简单初级支架蛋白都含有X2模块。X2模块是大约100个氨基酸的亲水结构域，广泛分布于产纤维小体细菌和游离纤维素酶中。X2模块的功能尚不清楚，尽管有人提出它们有助于纤维素结合和水解，稳定相邻的cohesin结构域，或与细菌细胞壁相互作用。然而，直接结合细胞壁成分从未得到实验证明。此外，最近的研究表明，CipC支架蛋白内的X2模块缺乏对细菌细胞表面和纤维素的直接结合亲和力。X2模块的结构分析显示其表面主要是亲水性的，带有一个浅的疏水凹槽，这可能解释了其缺乏直接细胞壁结合的原因。当所有X2模块中保守的环定位基序（NGNT）被移除时，这个凹槽会变宽，形成类似于CBM结构的构象，并可能允许弱的细胞壁相互作用。这个基序被发现在解纤维梭菌（C. cellulolyticum）中对纤维素水解至关重要。总而言之，X2模块在游离纤维素酶中位于CBM3a模块旁边，并且CBM3-X2模块显示出比单独CBM3更好的对结晶纤维素的结合亲和力。因此，有人提出一种机制，即X2模块与CBM3a相互作用以促进其结合功能。这些发现为进一步的研究提供了一个令人信服的框架。

2.4 基于CBM的工程应用

CBMs长期以来已知通过确保其伙伴催化域靠近底物来增强其酶活性。在DCs中，具有不同特异性的CBMs被用来将复合体导向不同的底物。将各种Ruminoclostridium thermocellum具有特定结合活性的CBMs与多功能纤维小体酶CelE融合，使其能够对地衣聚糖、木聚糖和甘露聚糖等多种底物具有活性。类似地，CBM结合特异性影响了嵌合内切葡聚糖酶降解研磨木质纤维素材料的效力。在多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa） A18中，与木葡聚糖酶和内切葡聚糖酶相关的X2-CBM3模块将酶活性提高了高达4.6倍。将Acetivibrio thermocellus的CBM3与来自绿色木霉（Trichoderma viride）的GH5内切葡聚糖酶融合也观察到类似的酶活性增加。此外，与来自粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）的裂解性多糖单加氧酶融合的CBM1增强了纤维氧化。使用CBMs与角质酶甚至增加了PET塑料的降解，展示了CBMs在开发环境友好型回收策略方面的潜力。令人惊讶的是，通过突变平面结合基序中的芳香族残基来降低CBM结合亲和力，同时保持结合位点构象，可以增强CelE-CBM突变体在某些纤维素底物上的催化活性。这支持了非生产性结合阻碍效率的假设，并进一步证实最佳结合强度对催化作用至关重要，正如在纤维素酶和扩张蛋白的研究中所观察到的那样。最近探索了略带负电的木质素与CAZymes之间的表面电荷相互作用。引入并微调突变以超电荷化CBM和/或其内切纤维素酶伙伴的表面，已被证明可以增强内切纤维素酶的热稳定性、结合力和对纤维素生物质的活性。这与观察到静电相互作用参与CBM3与半纤维素的结合以及CBM3的木聚糖结合能力受环境离子强度影响的结论一致。总而言之，这些发现强调迫切需要进一步研究CBMs与其催化域伙伴之间复杂的相互作用。

将非催化域（如CBMs）纳入多肽链或从中移除，可以调节酶模块的热稳定性、结合特异性和催化效率。虽然大多数纤维素酶相关的CBMs位于N端或C端，但将CBM序列插入催化域序列内部的情况较少见。迄今为止，仅在少数木聚糖酶中鉴定出这种情况。最近鉴定的另一个例子是来自嗜热细菌台湾热丝菌（Meiothermus taiwanensis） WR-220的内切葡聚糖酶。结构分析表明，这种GH5家族内切-β-1,4-葡聚糖酶具有双部分结构，特征是一个Cel5A样结构域和一个插入的CBM29样结构域。删除这个CBM结构域显著降低了酶的活性，而将其插入海栖热袍菌（Thermotoga maritima）的Cel5A中则显著增强了嵌合体对较长多糖的亲和力。此外，将MtGlu5与同源物叠加并进行底物结合建模表明，多糖链与从催化域到CBM的连续凹槽相互作用。诱变实验显示了六个色氨酸（三个在CBM中，三个在催化域中）对糖结合至关重要。这些发现突出了将CBM插入酶的GH域所产生的协同效应及其扩展底物结合凹槽以增加对较长底物亲和力的潜力。

在最近由Vita等人进行的一项研究中，确定了生成高效的游离或纤维小体家族9纤维素酶所需的具体特征。具体来说，从游离状态的Cel9A中移除两个C端X2模块和CBM3b部分降低了其对结晶纤维素的活性。相反，将这些元件添加到纤维小体Cel9G中导致了对结晶纤维素的活性增加。X2和CBM3一起被证明在增强GHs对不溶性底物的活性方面非常高效。此外，在DC系统中，评估了支架蛋白内CBM拷贝数（包含两个、一个或没有CBMs的构建体）的影响。结果表明，增加CBM数量通过改善底物结合显著提高了纤维小体效率。具有两个CBMs的构建体从Avicel中实现了最高的糖释放。在降解PASC时观察到的影响不太明显。总而言之，串联的CBMs可以通过利用结合亲和力、配体偏好和多种酶的空间排列到单个多模块单元中的差异来协调催化域，以实现复杂底物的降解。

糖识别能力的可变性也被认为是有效多糖降解和响应不同多糖的纤维小体蛋白转录调控的一个重要方面。例如，在生黄瘤胃球菌（Ruminococcus flavefaciens）的CBM组中，鉴定出六个结合β-葡聚糖、β-甘露聚糖和果胶多糖同型半乳糖醛酸的新CBM家族。类似地，在（假）溶纤维拟杆菌（Bacteroides cellulosolvens）中，据报道其含有迄今为止已知最复杂的纤维小体系统，一种新型B型CBM显示出与纤连蛋白III型（Fn3）结构域的相似性，并作为一种具有广泛多糖结合谱的细胞外底物生物传感器。该模块表现出对壳聚糖和阿拉伯木聚糖的广泛结合，对无定形纤维素和木聚糖的中等结合，以及对Avicel的弱结合。最近的基因组学和蛋白质组学研究进一步强调了不同物种间CBMs的变异性。

总而言之，纤维小体内的CBMs以及游离CAZymes中的CBMs在底物靶向、酶效率和稳定性方面发挥着重要作用。其中，纤维小体中普遍存在的CBM3a以其对结晶纤维素的强亲和力而闻名，而X2模块被认为支持CBM功能和/或支架蛋白稳定性。最近的进展揭示了CBM功能的更多层面，包括多模式结合、双重底物特异性，以及在碳水化合物传感和转录调控中的作用。从工程的角度来看，CBMs作为可修饰的元件，用于定制具有改进结合性、活性和特异性的酶和DCs。

3 粘连模块-对接模块相互作用

纤维小体亚基之间的主要相互作用是dockerin和cohesin结构域之间的相互作用。它类似于一种插头和插座机制，可以根据其起源、特异性和结构特征进行分类。根据它们的一级序列，迄今为止已鉴定出三种类型的cohesin-dockerin对：I型、II型和III型。I型对通常参与纤维小体内的酶组织，而II型对促进纤维小体附着在细胞表面。也存在情况相反的特例，即在Bacteroides cellulosolvens中，酶与II型dockerins相关联，而支架蛋白与I型dockerins相关联。III型对是瘤胃球菌纤维小体特有的，与在梭菌物种中发现的I型和II型不同。理解这些模块化和特异性的cohesin-dockerin相互作用为利用和重新设计纤维小体作为模块化合成支架奠定了基础，为合成生物学中可定制的酶复合体开辟了道路。

3.1 Cohesin-dockerin结合模式及其结构决定因素

给定dockerin的结合模式由其结构特征以及关键相互作用残基的保守性或差异性所决定。I型dockerins因其对称的结合表面而闻名，支持双重结合模式。它们包含两个EF手样Ca²⁺结合基序，每个基序都有对称的反平行α螺旋，侧翼是保守的Ca²⁺结合残基（天冬氨酸和天冬酰胺）和配位模式。这种重复创建了一个对称的cohesin结合表面，具有物种特异性识别的关键残基，使得能够以两种方向（相差180°）进行双重结合。双重结合模式增加了纤维小体内酶组装的灵活性和效率，从而提供了增强的功能、避免空间冲突和适应底物的能力。在这种模式中，cohesin结构域大多保持不变，而dockerin的环-螺旋-螺旋-环-螺旋基序经历构象变化，但仍保留其与Ca²⁺离子的EF手配位。最近提出双重结合模式是受变构调节的。在I型cohesin-dockerin对中鉴定出两种替代的结合构象，它们的结合模式由单个脯氨酸残基的异构化状态介导。虽然结合模式平衡的确切决定因素尚不清楚，但它们可能取决于特定的cohesin-dockerin对。

直到最近，II型cohesin-dockerin对（通常参与细胞壁附着）被认为采用单一结合模式。在单一结合模式中，只有一种dockerin界面支持cohesin-dockerin复合体的形成，如在II型C. thermocellum dockerin或R. flavefaciens中的适配器支架蛋白中所见。然而，最近的工作揭示了来自B. cellulosolvens的II型dockerin的双重结合模式。这一发现挑战了先前关于dockerin结合模式取决于其类型或功能的信念。事实上，I型和II型复合体，无论是参与酶招募还是细胞表面锚定和支架蛋白组装，都表现出双重结合模式。这在Ruminococcus特异的III型复合体中得到了进一步证实。III型dockerins的结构与在梭菌物种中发现的I型和II型dockerins相比对称性较低，并且缺乏第二个典型的Ca²⁺结合环。尽管如此，它表现出类似的行为，保持对Ca²⁺的响应性以及对支架蛋白上cohesin的强亲和力。通过将ScaA cohesin的特异性转换为模拟I型cohesin相互作用，鉴定出了III型特异性识别“热点”。值得注意的是，Duarte等人描述了适配器支架蛋白ScaH携带的dockerin与锚定支架蛋白ScaE的cohesin结合的晶体结构，证明了一个III型复合体的意外双重结合模式。

总而言之，双重结合模式的分布比最初提出的要广泛得多。没有确凿证据表明存在有利于双重结合模式的选择压力。像R. flavefaciens这样的物种可以仅使用单一结合模式组装功能性纤维小体，这表明双重结合机制可能缺乏普遍的进化相关性。总体而言，dockerin结合方向的主动调节以及像Bacteroides cellulosolvens这样的系统的复杂性表明，cohesin-dockerin复合体中的单一与双重结合模式与类型或功能（酶招募与细胞附着/支架蛋白组装）无关。相反，这些模式可能与纤维小体的大小和复杂性有关，更大的系统需要更大的灵活性来进行组装和底物访问。最近使用重组组装的纤维小体研究了纤维小体大小对催化效率的影响。合成了含有1、3或5个I/II型cohesin结构域的初级和次级支架蛋白，并与来自GH家族5、9和48的1、3、5、9、15或25个纤维素酶分子组装。这些复合体通过CBM3a附着在纤维素上。发现增加纤维小体复杂性提高了水解效率。具有9、15或25个纤维素酶的纤维小体显示出相似的活性，表明在该系统中协同效应在9个亚基时达到饱和。然而，在像C. thermocellum这样的纤维素分解细菌中，它们产生数十种不同的纤维素酶，协同作用随着酶多样性的增加而继续增强——多达40种酶显示出增强的效果，这突出表明需要进一步研究。

3.2 多dockerin模块与纤维小体复杂性

通常，纤维小体支架蛋白由多个串联的cohesin模块组成，每个模块能够结合不同的酶，其中大多数酶只有一个dockerin。然而，在一些产纤维小体细菌中也发现了罕见的双dockerin和多dockerin模块。例如，在C. thermocellum中，鉴定出了双dockerin，它们要么没有伙伴，要么带有一个蛋白酶结构域。对来自C. thermocellum的S8蛋白酶相关双dockerin模块dDoc_0689的结构分析表明，它的两个dockerin通过疏水相互作用和氢键形成一个稳定的界面，流动性有限。第一个dockerin模块显示出独特的分子内 clasp，并且表现出对细胞结合支架蛋白ScaD的cohesin的结合偏好，而它的第二个dockerin模块的功能仍然不明确。这些发现表明dDoc_0689可能有助于蛋白酶锚定在细菌细胞表面，而不是整合到初级酶-支架蛋白复合体中。这些双dockerin蛋白在不同的C. thermocellum菌株中是保守的，它们的表达已通过转录组学和蛋白质组学研究得到证实。此外，在一些其他细菌物种的基因组中也鉴定出了编码三重、六重和七重dockerin的基因，例如R. flavefaciens和Oscillospiraceae bacterium J5864_00540，以及在真菌中也有发现。这些多dockerin蛋白可能为纤维小体的组装提供更复杂的可能性，但它们的结构和功能仍然未知。揭示这些区域的构象不仅将加深我们对纤维小体的理解，还将为合成生物学和生物技术贡献新的元件。

3.3 Cohesin-dockerin复合体的特异性和跨物种相互作用

Cohesin-dockerin相互作用通常被认为是物种特异性的。I型和II型cohesin-dockerin相互作用的特异性被认为可以防止交叉反应，确保精确的纤维小体组装和细胞表面附着。这种选择性是由结合位点拓扑结构的细微差异以及构成dockerin结合位点核心的β链序列缺乏同一性所控制的，其中少数关键残基控制着cohesin-dockerin的特异性。在来自C. cellulolyticum和C. thermocellum的I型cohesin-dockerins中，物种特异性识别归因于cohesin表面疏水口袋周围关键残基的非极性相互作用。在C. cellulolyticum中，这个口袋由Leu87和Leu89形成，在两种结合模式中，分别被dockerin残基Phe19和Leu50占据。结合计算和实验方法，在C. thermocellum cohesin中鉴定出两种类型的热点残基：像Leu83这样的亲和性热点，可增强结合强度；以及像Asn37这样的特异性热点，决定伙伴选择性。当研究Asn37突变体时，发现N37A可以混杂地结合C. thermocellum和C. cellulolyticum的dockerins，而N37L则将特异性转向C. cellulolyticum，减少与天然伙伴的结合。然而，与I型相反，II型cohesin-dockerin对具有相对广泛的跨物种可塑性，这在嗜温梭菌的简单纤维小体系统中很常见。最近，在一项测试来自C. thermocellum的罕见双dockerin模块的研究中，检测到其对C. cellulolyticum cohesin的亲和力高于对C. thermocellum的亲和力。在C. thermocellum dockerin与C. josui cohesin的相互作用中也观察到了物种特异性的例外。然而，这种缺乏物种特异性的生物学相关性仍不清楚。种间cohesin-dockerin相互作用支持了“泛纤维小体”的概念，允许共享生态系统中的微生物群落组装“共生纤维小体”。这种提议的合作策略增强了酶多样性，特别是在极端条件下，而无需额外的资源投入。

3.4 Cohesin-dockerin系统的生物技术应用和工程潜力

正如前面章节详细所述，cohesin-dockerin相互作用的结构灵活性、多dockerin复杂性和特异性模式为合成生物学提供了强大的工具。这些特性使得能够精确设计模块化的多酶组装体，具有可控的结合和功能，为先进的生物技术应用和工程生物材料铺平了道路。

最近对305,693个已测序细菌基因组的分析鉴定出33种具有产生纤维小体基因组潜力的细菌物种。鉴定出的大量cohesins和dockerins不仅可作为DCs的构建模块，而且为能够进行多酶组装的蛋白质支架的更广泛设计带来了希望。通过组合来自不同物种的cohesin-dockerin对，可以精确控制DCs内的酶组成、空间排列和化学计量。在计算建模支持的蛋白质工程进步推动下，已经开发出具有定制特异性、改进结合亲和力和在环境条件下增加稳定性的cohesin-dockerin对。该领域的一项显著成就是在马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）表面构建了已知最大的纤维小体复合体，展示了63种酶。该系统支持酶的模块化添加，创建了一个用于乙醇生产的纤维素分解宿主。在这项研究中，测试了包含三个、六个或九个cohesin模块的支架蛋白。实验表明，酶协同作用——以及因此从高结晶底物（如Avicel）中释放糖——受到cohesin数量的显著影响。相反，当使用磷酸酸溶胀纤维素（PASC）时，影响不太明显。

Borne等人进一步提供了关于纤维小体动力学的见解，他们证明完全组装的纤维小体可以被功能重编程。他们表明，预组装的酶-支架蛋白复合体的稳定性由dockerin第22位的一个关键氨基酸残基控制。这个位置决定了与cohesin的相互作用是可逆的还是几乎不可逆的。对该残基进行定点诱变能够在两种结合状态之间进行转换。第22位和第58位的亮氨酸残基在多个细菌物种的dockerin携带蛋白中高度保守。它们位于两个dockerin片段的α螺旋末端。由于cohesin-dockerin相互作用的双重结合模式，这些残基中的一个始终位于cohesin界面。它们的保守性表明了一种跨细菌物种的纤维小体动力学的通用机制，并突出了通过dockerin变体之间的竞争来替换特定酶亚基的生物技术潜力。

进一步地，最近在C. acetobutylicum cohesin-dockerin对中发现了pH依赖的双结合位点切换。这是首次报道pH调节的蛋白质-蛋白质相互作用开关，代表了生物调控的一个模型，并为设计用于生物技术的pH响应蛋白质设备和生物材料提供了一种新策略。此外，改变dockerin的静电分布可以增强模块亲和力，为在工业和研究应用中设计高亲和力技术提供了一个多功能平台。Cohesin-dockerin相互作用是自然界中最强的非共价相互作用之一。其机械稳定性也影响纤维小体的酶活性。已经表明机械力会影响位于支架蛋白上的cohesins（在细胞和纤维素锚定点之间的连接区域）。这可能导致cohesins被迫展开，从而造成dockerin（和酶）的释放，对纤维小体活性产生负面影响。在一项由Galera-Prat等人进行的研究中，比较了结合纤维小体与游离复合体在经受机械应力（在高搅拌条件下使用磁力搅拌）后的纤维素分解活性。具体来说，设计了单价纤维小体，其带有四种已知机械稳定性的不同单一cohesin。它们被附着在聚苯乙烯微粒上以模拟细胞表面附着