降低光滑球拟酵母电子传递链活性加速丙酮酸合成.pdfVIP

卷 期 !! 微 生 物 学 报 ’ !! 0’ 年 月 #$$! %# !#$ %’ * +$ ,-$ *+,+-.+/ #$$! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 降低光滑球拟酵母电子传递链活性加速丙酮酸合成 ， ， ， % # % # # % ; 刘立明 陈 坚 李华钟 李 寅 % （江南大学 工业生物技术教育部重点实验室 无锡 #%!$; ） # （江南大学生物工程学院 无锡 #%!$; ） ; 华东理工大学 生物反应器国家重点实验室 上海 ） （ #$$#;3 摘 要：光滑球拟酵母 经溴化乙锭诱变，挑选假阳性呼吸缺陷型菌株共 株。对其中 株丙酮酸 HH4HH I#$#$%E !$ 3 产量提高的突变株进行发酵性底物（葡萄糖）和非发酵性底物（甘油、乙酸）的利用能力测试，鉴定得到; 株呼吸缺 陷型突变株 、 和 。相对于出发菌株，呼吸缺陷型突变株生长速率下降，最终菌体浓度降低 J*6% J*6%3 J*6%5 #%K L #E K ，胞内M4N 含量下降%7 K L #%K ，但单位细胞耗葡萄糖能力和单位细胞产丙酮酸能力分别提高了#$ O3 K L ;$ O3 K 和;$ O3 K L 77 O7 K 。进一步研究发现，呼吸缺陷型突变株线粒体复合体 、 P 、 P 和 的活性分别 ! ! # $ 下降了 、 、 、 ，表明线粒体电子传递链氧化 的功能受到抑 ;! K L !%K ;5 O K L 7# O K #%K L #7 K %7$ K L ;$ K 0M*Q 制。为使酵解产生的0M*Q 正常氧化，在J*6%5 菌株的对数生长期流加# O %--’ R S 外源电子受体乙醛。发现细胞 合成丙酮酸能力提高 ，且葡萄糖消耗速度明显加快，发酵周期缩短 。结果表明适当削弱能量代谢能够提 #%O K %!T 高真核微生物中心代谢途径的速度。 关键词：光滑球拟酵母，呼吸缺陷型，电子传递链，细胞色素，线粒体复合体，丙酮酸 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） U37 M $$$%6#$E #$$! $6$5$$6$7 具有多重维生素营养缺陷型标记的光滑球拟酵 丙酮酸的 ! %*+#*,* 是研究真核细胞中M4N 水平 母（ ）具有工业化生产丙酮酸的潜 与酵解速度关系的极好材料，因为丙酮酸的积累速 !#$%’ ’ %*+#*,* ［］ 力% 。在高溶氧强度（ ，简称 度可以很好地表征酵解速度。本文希望通过选育 * AA’ V+D W: G+? 4+?A ’ *W4 ）下，如*W4 为57 K 时，该菌株以葡萄糖为底物 ! %*+#*,* 的呼吸缺陷型菌株来削弱细胞合成M4N 生产丙酮酸的得率可高达$ O3;GR G，但此时由于细胞 的能力，从而提高酵解速度，在保证丙酮酸对葡萄糖 中E$ K 以上的0M*Q 通过电子传递链氧化，胞内能 高得率的同时提高丙酮酸的生产强度。 荷较高，导致酵解速度变慢、丙酮酸生产强度降低。 将 降低至 ， 通量下降了 ，酵解速 ! 材料和方法 *W4 7$ K M4N % K 度虽然加快，但大约有 %%K 的0M*Q 通过形成甘油 ! ! 菌株 ［］ # 而氧化，由此不可避免地导致丙酮酸得率下降 。 出发菌株为光滑球拟酵母 HH4HH I#$#$%E，烟 理想的状态是使 ! %*+#*,* 在高*W4 下实现快速 酸、生物素、硫胺素、盐酸吡哆醇 种维生素营养缺 ! 酵解，这样可获得丙酮酸生产过程高得率和高生产 陷型，且丙酮酸脱羧酶活性组成型降低，本研究室选 ［］ 强度的统一。若要实现这一目标，首先要解决高 育E 。 *W4 下高能荷对酵解途径的抑制问题。 !# 培养基 已经发现在原核细胞中降低胞内M4N 水平可 斜面和种子培养基：每升含葡萄糖;$G，蛋白胨 ［ ］ ; L 3 有效地提高糖的分解速度 。但真核生物中是否 ， ， · ，琼脂 （斜面添 %$G 2Q NW %G IGXW 3Q W %G #$G # ! ! # ［］ 存在类似规律目前尚不清楚。高 东等5 曾报道酿 加）， 。发酵培养基配置参见文献［］。呼吸 YQ 7 O$ # 酒酵母（ ）的呼吸缺陷型菌株 -*../*#01.2’ .2#23 ’ *2 缺陷型菌株筛选培养基见文献［ ］。 %$ 中电子传递链被有效阻断， 的产生减少，但没有 M4N 培养基：每升含酵母氮基 ，葡萄糖 ， X* O3G #$G 研究M4N 水平与酵解速度的关系。能够过量合成 基金项目：江苏省自然科学基金