我国拥有丰富的生物质资源,其中在陆地木质纤维素生物质资源中,其主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素三种多聚物。纤维素主要是由葡萄糖以β-1,4葡萄糖醛酸键连接组成,结构较为简单,进行生物降解较为容易。而半纤维素和木质素则由多种化学结构单体通过不同的化学键组成,因此降解过程较为复杂,研究进展较为缓慢。在本论文中将重点关注半纤维素中的β-1,3-1,4葡聚糖的水解以及木质素降解细菌筛选的研究。β-1,3-1,4葡聚糖广泛分布于禾本植物中,主要以β-1,3和β-1,4两种葡萄糖醛酸键随机组成。为将其完全水解,就需要将β-1,3-1,4葡聚糖酶及β-葡萄糖苷酶配合使用。本文将来自极端嗜热菌Caldicellulosiruptor sp.F32中两个不同的β-1,3-1,4葡聚糖酶(F32EG5和Lam16A-GH),和一个β-葡萄糖苷酶BlgA进行大肠杆菌异源重组表达,得到这三种酶的重组蛋白。对其之间的协同效果及水解终产物耐受性进行了表征,探究其在小麦麸皮水解过程中的实际作用。同时,表征了含有不同底物结合模块数量的Lam16A蛋白,以获得更好底物结合能力的Lam16A蛋白。此外,从天牛消化道中筛选分离出了一株可能存在芬顿反应机制的木质素降解菌Pantoea。F32EG5与Lam16A-GH均为双功能糖苷水解酶,与典型的β-1,3或β-1,4葡聚糖酶相比,他们具有新颖的酶切位点,将二者组合水解β-1,3-1,4葡聚糖,可增加组分中低聚寡糖的比例。将BlgA分别与二者复配水解β-1,3-1,4葡聚糖,与单独使用时相比,β-葡萄糖苷酶的加入显著增加可发酵单糖的含量。此外,F32EG5与Lam16A-GH对于常见的β-葡聚糖酶活性抑制剂葡萄糖与纤维二糖表现出一定的耐受性,表现为在添加终浓度10 g/L的葡萄糖与纤维二糖时,并未明显影响其水解作用。BlgA对生物转化过程中常见的终产物如阿拉伯糖、木糖在500 mmol/L浓度下残余酶活均超过60%。揭示了其作为复合酶系一份子水解纤维素、半纤维素过程中的潜在应用价值。含有6个底物结合区域的全长Lam16A蛋白,催化效率为Lam16A-GH的近七倍,提供了β-1,3-1,4葡聚糖酶应用化的额外选择。从亚洲长角天牛(Anoplophora glabripennis)的消化道中分离得到的木质素降解菌Pantoea sp.Anop(暂命名)是一类革兰氏阴性肠杆菌,可利用碱性木质素为单一碳源生长,并可能存在芬顿化学反应协助的木质素降解机制,为发掘木质素降解酶提供新的种质资源。