孟亚轩， 孙颖琦， 赵心月， 王凤霞， 瓮巧云， 刘颖慧

(河北北方学院 农林科技学院，河北 张家口 075000)

纤维素酶(cellulase)是能特异降解β-1，4-糖苷键的一类复合酶的总称，在植物细胞壁的合成分解中发挥重要作用[1]。根据蛋白序列相似性，纤维素酶分布在至少17个糖苷水解酶家族(glycoside hydrolase，GH)中，不同GH基因家族具有不同的起源和演化过程[2]。GH5家族作为最大且功能最多样化的GH家族，拥有最多的植物纤维素酶[2-3]。GH5蛋白由催化结构域(CD)和碳水化合物结合模块(CMD)通过附件模块(linker)链接组成，其结构上具有特异的TIM桶状蛋白，具有保守型谷氨酸催化机制[4-5]。GH5家族成员具有广泛的温度和pH耐受性，其TIM桶折叠结构决定其loop元件具有高度可变性[6]，故GH5基因家族可作为研究纤维素酶分子功能的良好素材。Henrissat等[7]首次将GH5描述为纤维素酶家族，并解读其遗传机制。随着基因组学的发展，不同植物的纤维素酶基因功能也相继得以揭示。研究发现，PtrCel9A6通过调控次生壁形成参与杨树(Populus)木质部分化过程[8]；Cel4基因参与番茄(Solanumlycopersicum)雌蕊和叶肉细胞的扩增作用，Cel1和Cel2在果实成熟与花药开裂过程中具有重叠功能[9]；拟南芥(Arabidopsisthaliana)纤维素酶基因CELLULASE6与角果分化有高度相关性，可通过改变CEL6酶的活性影响角果开裂进程[10]；陈茹佳[11]研究发现，水稻(Oryzasativa)基因OsCel5-11与短日照条件下的晚花有关，GH5-11可能编码一种新的内切葡萄糖聚酶。解纤维热酸菌基因AcCel5A在拟南芥中过量表达会破坏其细胞壁结构，导致产生畸形植株[12]。王丽珊[13]利用生物信息学方法构建拟南芥和水稻Cel基因进化关系发现，Cel基因具有明显的多样性特征，蛋白功能存在特异性。……