纖維素酶根據(jù)其催化反應(yīng)功能的不同可分為內(nèi)切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan glucanohydrolase或endo-1,4-β-D-glucanase,EC3.2.1.4),來自真菌的簡(jiǎn)稱EG,來自細(xì)菌的簡(jiǎn)稱Cen、外切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan cellobilhydrolase或exo-1,4-β-D-glucannase,EC.3.2.1.91),來自真菌的簡(jiǎn)稱CBH,來自細(xì)菌的簡(jiǎn)稱Cex) 和β-葡聚糖苷酶(β-1,4- glucosidase,EC.3.2.1.21)簡(jiǎn)稱BG。內(nèi)切葡聚糖酶隨機(jī)切割纖維素多糖鏈內(nèi)部的無定型區(qū),產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的寡糖和新鏈的末端。外切葡聚糖酶作用于這些還原性和非還原性的纖維素多糖鏈的末端,釋放葡萄糖或纖維二糖。β-葡萄糖苷酶水解纖維二糖產(chǎn)生兩分子的葡萄糖。真菌纖維素酶產(chǎn)量高、活性大,在畜牧業(yè)和飼料工作中主要應(yīng)用真菌來源的纖維素酶。
纖維素酶反應(yīng)和一般酶反應(yīng)不一樣,其主要的區(qū)別在于纖維素酶是多組分酶系,且底物結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于底物的水不溶性,纖維素酶的吸附作用代替了酶與底物形成的ES復(fù)合物過程。纖維素酶先特異性地吸附在底物纖維素上,然后在幾種組分的協(xié)同作用下將纖維素分解成葡萄糖。
1950年,Reese等提出了C1-Cx假說,該假說認(rèn)為須以不同的酶協(xié)同作用,才能將纖維素徹的水解為葡萄糖。協(xié)同作用一般認(rèn)為是(C1酶)首先進(jìn)攻纖維素的非結(jié)晶區(qū),形成Cx所需的新的游離末端,然后由CX酶從多糖鏈的還原端或非還原端切下纖維二糖單位,由β-葡聚糖苷酶將纖維二糖水解成二個(gè)葡萄糖。不過,纖維素酶的協(xié)同作用順序不是絕的,隨后的研究中發(fā)現(xiàn),C1-Cx和β-葡聚糖苷酶須同時(shí)存在才能水解天然纖維素。若先用C1酶作用結(jié)晶纖維素,然后除掉C1酶,再加入Cx酶,如此順序作用卻不能將結(jié)晶纖維素水解。