セルロース1,4-β-セロビオシダーゼ（非還元末端）

セルロース 1,4-β-セロビオシダーゼ( EC 3.2.1.91、エキソセロビオヒドロラーゼ、β-1,4-グルカンセロビオヒドロラーゼ、β-1,4-グルカンセロビオシルヒドロラーゼ、1,4-β-グルカンセロビオシダーゼ、エキソグルカナーゼ、アビセラーゼ、CBH 1、C1 セルラーゼ、セロビオヒドロラーゼ I、セロビオヒドロラーゼ、エキソ-β-1,4-グルカンセロビオヒドロラーゼ、1,4-β- D -グルカンセロビオヒドロラーゼ、セロビオシダーゼ) は、セルロースを有用な化学物質、特にセルロースエタノールに変換する能力を持つため注目されている酵素です。

セルロースを燃料として広く利用する上での主な技術的障害は、依然としてセルロースを変換する低コスト技術が不足していることである。^{[ 1 ]}一つの解決策は、この変換を実行できる生物を使用することである。^{[ 1 ]}セロビオヒドロラーゼを高レベルで分泌できるサッカロミセス・セレビシエなどの生物の開発は既に進行中である。 ^{[ 1 ]}セロビオヒドロラーゼは真菌由来のエキソグルカナーゼである。

系統名は4-β- D-グルカンセロビオヒドロラーゼ（非還元末端）である。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

この酵素は、セルロースおよびセロテトラオース中の(1→4)-β- D-グルコシド結合の加水分解を触媒し、鎖の非還元末端からセロビオースを遊離させる。

例えば、酵母由来のCBH1は、炭水化物結合部位、リンカー領域、および触媒ドメインから構成されています。^{[ 6 ]}セルロース鎖が結合すると、トンネル状の活性部位を通ってセルロースがセロビオースと呼ばれる2つの糖の断片に分解されます。^{[ 6 ] [ 7 ]}酵素の構造は最初の図に示されています。2番目の図は酵素の活性を示しており、セルロースが酵素に結合する様子と、このステップの生成物であるセロビオースの両方を示しています。しかし、研究によると、CBH1の活性は生成物であるセロビオースによって非常に強く阻害されることが示唆されています。生成物によってそれほど強く阻害されない酵素を特定すること、または酵素の環境からセロビオースを除去する方法を見つけることは、バイオ燃料の製造にこれらの酵素を使用する際に直面する多くの課題のほんの一例にすぎません。^{[ 8 ]}

上記のステップの後、エタノールの製造プロセスは以下のとおりです。^{[ 9 ]} 3. 糖類を他の植物材料から分離する。4. 糖溶液を微生物発酵させてアルコールを生成する。5. 蒸留によって製品を精製し、純度約9%のアルコールを生成する。6. さらに精製してエタノールの純度を約99.5%にする。

この分野でもいくつかの注目すべき改善がなされています。例えば、セルロース分解酵素を自ら生成できる酵母株が開発され、セルロース分解と発酵の工程を同時に行うことができるようになりました。^{[ 10 ]}これは、大規模な工業用途がより実現可能になるという意味で重要な進展です。

• 米国国立医学図書館医学主題見出し（MeSH）におけるセルロース+1,4-β-セロビオシダーゼ+（非還元末端）