胞外酶和胞内酶

纤维素酶分解的底物是纤维素，而纤维素是不溶性的，因此，纤维素首先要在细胞外分解才能为细胞利用。现在知道真菌的纤维素酶大多是胞外酶，也就是分泌到细胞外面来的，而且是诱导酶，即只有外加纤维素，才能合成纤维素酶。例如，绿色木霉在大多数碳源上都能生长，但只有在培养基中加入纤维素或其他含β（1→4）糖苷键的葡聚糖和少数纤维寡糖时，纤维素酶才会合成和分泌到体外，在细菌中有胞外酶，也有胞内酶或细胞结合酶——分布在细胞里面。King在反刍动物中证明有表面定位的酶，估计25%～30%的纤维素酶活性是由细菌表面引起的。西泽俊一等（1969，1971）在萤光假单胞菌中发现有三种纤维素酶产生，其中二种是胞外酶（A和B），一种是胞内酶（C）。这三种酶形成的条件不一样，作用的方式也不一样。加0.5%纤维素或槐糖，能强烈刺激A和B的形成（占90%）。加纤维二糖（0.5%），则诱导C酶的形成（占90%以上）。如果降低纤维二糖浓度在0.01%～0.05%，则也可大大促进外酶的形成，使“内型合成”转为“外型合成”。此现象不仅纤维二糖如此，D-葡萄糖和D-木糖也如此。作者又进一步分析了三种酶在细胞内的分布，发现A、B分泌到胞外，而C在细胞内分布于细胞壁上，即称表面结合酶。其方法是用溶菌酶和EDTA（在等渗蔗糖溶液中）处理，释放出来的就是细胞壁上的酶。现在在大肠杆菌中发现十多种酶是表面结合的，如碱性磷酸酯酶、核糖核酸酶Ⅰ、UDPG焦磷酸酯酶。在细胞内还有一种分布在细胞质或细胞质膜上的酶称为细胞内酶，这可用超声波处理而得到。作者发现β-葡萄糖苷酶就是属于这一类酶。因此，萤光假单胞菌利用纤维素的过程是先合成和分泌外酶A和B到介质中去，将纤维素分解成纤维二糖和纤维三糖，进入细胞，诱导出C酶。C酶只作用于纤维三糖，而不作用于纤维二糖，这样将纤维三糖分解为纤维二糖和葡萄糖。纤维二糖进入细胞质内，被β-葡萄糖苷酶作用，形成二个分子的葡萄糖而被利用（见图1）。(https://www.daowen.com)