中文摘要：

随着我国经济的快速发展，对可再生能源的要求愈发迫切。长期以来，纤维素类生物质资源未得到充分利用，根本原因在于缺少纤维素类生物质降解利用的低成本技术。从酶催化动力学的角度分析，主要是催化结晶纤维素水解的主要酶类- - 外切纤维素酶I（CBHI）在催化降解过程中不可逆的吸附导致酶活性的快速大量失活造成的。本项目从纤维素超分子结构的定量表征入手，以光谱学分析为主要手段，研究分析外切纤维素酶分子在结合、催化过程中酶结构与功能的变化，以及纤维素超分子结构对外切纤维素酶I 结构/功能的影响，结合分子动力学模拟等先进的技术，从分子水平上阐明了酶解过程中CBHI分子失活的主要原因研究表明CBHI分子作为持续性降解的纤维素酶组分，该酶催化过程实际为可逆和不可逆的复合过程，而非传统认识的可逆平衡，而植物进化形成纤维素具有结晶的超分子结构，影响了催化过程CBHI酶分子的有效扩散及持续性运动，因而是酶组分失活的重要原因。相应研究结果的取得将丰富酶催化不溶性底物的反应调控机理，并可为寻找合理的保护机制，提高酶的催化及利用效率提供理论依据，可望推动纤维素酶在实际生产中的应用。