钙离子对热带假丝酵母细胞生长的影响.pdfVIP

钙离子对热带假丝酵母细胞生长的影响 华玉涛焦鹏誊竹安 清华大学化工系生物化工研究所，北京，100084 摘要：在鼻糖细胞中，酣+对调控细胞劝匏起着重要作用，特别是它是细胞用期中的一种生长调控 物质．对于调控细胞在Gl期内的行为，咀及G2／M期的过泣是至关重要的．袁们研究了C矿对热带 饭韭酵母增殖的影响，发现钙离子的加八时细胞增殖是有促进作用的．可以加快细胞周期，促进作 用的强弱依c一+1津度不同而异．最适浓度在IO。～l酽mol／L之间．津度过高 高于10。Imol／L 畚对 生长起抑制作用．最佳钙离子浓度下同期茸浓比空白样高出34％． 关奠词热带饭韭酵母钙离干细胞周期长链 元酸 与原核生物中染色体的复制期和分离期的重叠不同．真核生物的细胞周期是由一连串分立的 事件组成的循环。这个循环由细胞周期调控的机制启动，这个机制同时还控制着中心体的复制和 细胞分裂i并把这些不连续的事件与细胞生长结台起来【”． 而钙和钙调索在许多生物细胞中以是主要的胞内信使．参与基因活化和细胞生长发育的调节。 大量研究表明钙有许多生物学功能，大致可以归纳为以下四个方面： A．结构作用。钙是细胞内含量最多的无机元素之一。 B．电导作用。 C． 与许多酶和蛋白协同作用。有些细胞外降解酶需要Ca2+来保持它的稳定性和达到最大活性。 D．细胞内的调节作用．钙的第二信使作用主要表现在这一点上。一些过程如有丝分裂中一些蛋 白的合成和分解，启动子的激活．与纺锤体相关的膜传递，染色体的浓缩和成熟，都是由受 胞内自由钙离子浓度变化刺激的分子过程调节的f2】。 在哺乳动物细胞的细胞周期中，Ca2+是Gl期的调控物质。在有足够的血清但Ca2+不足的情 况下，鼠3T3细胞及心室细胞都被抑制在G1期。另外，血清缺陷型人纤维原细胞WI．38在缺乏 Ca2+的介质中不能进入s期。一些生长因子．如源自血小板的生长因子，会促使Ca”从内部储备 释放而引起胞液中自由钙离子浓度的短暂上升，但这种作用同时还依赖于细胞外的钙离子，而外 皮生长因子引起的【c一+】上升则完全依赖于外部的钙离子。这些发现表明细胞外的钙离子对G1 期的调节起着决定性作用【”。 关于钙离子和钙调紊对酵母细胞增殖的调控也有许多报道。胞内自由钙离子浓度的增加刺激 细胞壁组分的合成，并可调控肌动蛋白的分布，提高细胞质膜的稳定性，从而影响到酵母增殖的 cereWsiae 中，用多克隆抗体间接免疫定位的方法，发现钙 过程。在酿酒酵母 Saccharomyces 调素分布随细胞周期的变化而变化。与肌动蛋白相似，钙调素分布在生长活跃的部位，参与酵母 细胞的极性生长过程。在未出芽的细胞中，钙调素分布在要出芽的部位．在生出小芽的细胞中． 钙调素均匀分布在整个小芽中，随小芽的生长，钙调素先集中在芽顶端，然后向下扩散，在胞质 分裂前，钙调素集中在芽颈区横隔壁形成的部位。而且在细胞周期中．钙调素和肌动蛋白的分布 是相互依赖的．推测钙调素可能与肌动蛋白协同作用刺激酵母细胞的出芽过程14J。有研究表明外 加不同浓度的钙调素对酵母细胞的增殖也有明显的影响IS]。 遗传学的研究也表明Ca2+与酵母细胞的有丝分裂有关。一支不能合成钙调素的缺陷型菌株不 行纺锤体的复制，而这是一般细胞周期中进入s期及出芽的先决条件f】】。 230 浓度后．导致短暂的Gl期的停滞，随后大部分细胞的分裂被阻滞在G2／M期．同时研究还表明 中Gl期的正向影响因子，【cal下降同时还导致cAMP水平的下降科。赵宝华等人的研究工作 发现外加不同浓度的钙离子对酵母细胞的增殖有明显的影响阐． 对于利用热带假丝酵母转化烷烃生产长链二元酸的发酵，通过考察培养基中钙离子浓度对细 胞的生长的影响．缩短细胞周期，加快细胞的生长速度．则可以缩短发酵周期．并为提高产酸打 下基础。 1试验材料与方法 菌株；清华大学化工系生物化工研究所保存的热带假丝酵母 Candida 1-12。 tropicalis CT 培养基： O．04；NaCl，0．1；NH4Cl，O．41；葡萄糖，2。 SEL培养基 ％ ：Na,zl-．IPO 。O．02；K2HP0b O．01；NaCl，0．1； 种子培养基 ％ ：蔗糖．3； N吼 2S0¨0．05；玉米浆，O．1；酵母膏，0．1；Vm 5．0。 KH2104．0．2；Na2心04，0．1；尿素，0．15；pH Ca2+由CaCI，提供。培养基的配制选用重蒸水．以尽可能消除水中所带C矿产生的影响。 其它试剂均为分析纯。 长初期，每6～8小时取样测定一次菌浓，进入指数生长期后，每3～4小时取样一次。 2试验结果 2．1SEL培养基中不同浓度钙离子对细胞生长的影响 我们首先选用了的SEL基本培养基，以消除未知的干