随着社会的不断发展、人口数目的不断增加,人们面临着越来越严重的粮食短缺、能源短缺、环境污染等问题,因此寻找解决这些问题的方法成为人们关注的焦点。纤维素是植物材料的主要成分,也是地球上最丰富的可再生资源,对纤维素酶降解纤维素的研究已有很多报道,但由于纤维素的不溶性使纤维素的酶解效率较低,致使纤维素酶解生成葡萄糖的利用成本高,难于实现规模产业化。因此,进一步探索提高纤维素酶降解纤维素效率的条件是有效利用廉价、丰富、无毒的纤维素来弥补资源的不足迫在眉睫的事情。目前,研究酶的降解大多是在水溶液中进行的,而纤维素在有机溶剂中的溶解度较大,此外在非水溶液中尤其是在反胶束体系中,更有利于模拟酶的降解环境。所以改变反应的介质是研究如何提高酶活性的重要方面。本文利用八通道微量热仪测定出反胶束体系酶催化反应的热功率-时间曲线,利用热该曲线来测定酶的反应热(曲线中总峰面积与仪器常数的乘积)。根据Bell理论和Direct-Tian方程,可利用反应摩尔焓变值和反应热进一步求出酶促反应的动力学数据如米氏常数(Km)、速率常数(k)、最大反应速度(Vmax)等。主要研究内容如下：影响反胶束体系中酶催化的主要因素有底物的浓度、酶的用量、体系的含水量(Wo)、酸度(pH)、温度(T)以及金属离子等。在确定几个条件不变的情况下,改变某变量,利用八通道微量热仪测定出不同条件下酶催化反应的热功率-时间曲线图,然后利用对比进度法解析出Vmax与各个变量之间的关系,最终获得纤维素降解纤维素的最佳反应条件。(a)本文在AOT/异辛烷反胶束体系中研究不同金属离子对纤维素酶降解纤维素的影响,以及不同浓度的同种离子对反应的影响。(b)本文对AOT/TritonX-100/异辛烷反胶束体系中不同条件下纤维素酶催化降解纤维素体系进行了研究,研究了AOT与TritonX-100不同的复配比例以及在一定的复配比例下,水与表面活性的摩尔比(Wo)、温度(T)pH对反应的影响。本文的创新之处：(1)本文利用反胶束体系和微量热法研究了纤维素酶降解纤维素的反应,从中得到反胶束中酶的性质和活性方面的信息。这是一种新的方法。反胶束这一体系不仅为催化提供了较好的微环境,即使底物不溶于水反应也可以进行,而且在这种微环境中酶的稳定性也有所提高,甚至还表现出了超活性,为了解酶的降解机制和提高纤维素的利用率提供了理论指导。利用八通道滴定微量热仪测定热功率-时间曲线,借助热动力学和对比进度法的方法简便可靠,且不破坏研究体系,还可以做进一步的测试,是研究胶束酶学的行之有效的新方法。(2)本课题在前人的基础上进一步测定了纤维素酶降解纤维素的反应,在单胶束的基础上加入金属离子或非离子表面活性剂,进一步探索提高纤维素酶降解纤维素的酶活性,为工业化生产提供了理论基础。