纤维素有晶体和非晶体两种构相。为了使纤维素水解多糖酶（纤维素内切酶、外切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶）更有效，纤维素多糖链在水解前通常需要预处理一下。最近四年发现溶解性多糖单氧酶（LPMO）有以下两个个特性：a)能够分解纤维素及类似的多糖结晶相；b）提高水解纤维素的活性速率。根据这些特性推测LPMO可能是生物能转化为化学品和燃料的一个关键元素。
溶解性多糖单氧酶（LPMO）是一种在真菌和细菌中都存在的金属酶。几个晶体结构显示该种酶包含一个铜原子和两个组氨酸残基，而一些真菌的LPMO也拥有纤维素结合区域。所有已知的LPMO都含有相对平坦的活性酶结合位点已让酶与晶体纤维素结合，而此活性位点与水解纤维素酶的沟槽形活性区域相差很大。LPMO将多糖的C1或C4位羟化，而多糖则可以是纤维素、几丁质、或更小的糖链。这种羟化作用需要氧气，以及一个还原剂以将氧气分子的第二个氧原子转化为水。此还原剂可以是小分子（例如没食子酸或者抗坏血酸盐）或者是纤维二糖脱氢酶。在LPMO的羟化作用下，一个半缩酮产生并进一步导致多糖链的裂开；C1羟基化分裂位点产生了一个醛糖酸/内酯；C4羟基化产生了一个4-氧化糖（请见下图）。
将LPMO与水解纤维素酶协同使用的话能够将纤维素反应的速率能够提升2倍以上。虽然反应介质中需要的氧气而让实现商业化使用很有挑战性，但是目前诺维信和杰能科都已经涉及LPMO的研究了。
相关文献
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