高产GSH酿酒酵母突变株Y518的生理代谢研究

【摘要】本文从生理特性及基因表达方面研究高产GSH酿酒酵母突变株Y518的生理代谢。发现突变株Y518为呼吸缺陷型菌株，能量代谢降低，并且通过提高胞内GSH含量及相关基因的表达来抵抗ROS引起的氧化胁迫。（1）分析比较了酿酒酵母原始菌株2-10515和突变菌株Y518在同样培养条件下细胞生长、平板菌落形态、耗糖速率、发酵液pH、GSH产量及菌体蛋白表达量等方面的变化规律。结果表明突变株Y518的平板菌落较2-10515小，形态相似，而且其生长缓慢，最大生长量下降了24%。经TTC检测Y518的菌落为白色，且在非发酵型碳源醋酸钠培养基上几乎不生长，故Y518发生了呼吸缺陷型突变。测定发现Y518的耗糖速率减慢；在发酵后期Y518的发酵液pH明显降低，维持在3.86左右；菌体蛋白质表达量高于2-10515；GSH产量是2-10515的2.4倍；酒精最终产量与2-10515相近，酒精产生速率快；甘油产量低于2-10515。（2）分析了原始菌株2-10515和突变株Y518发酵过程的能量代谢。测定发现突变株Y518中糖酵解途径的关键酶（己糖激酶、磷酸过糖激酶和丙酮酸激酶）活性降低，糖酵解的产物丙酮酸的胞内含量降低。对比两株菌的酸化速率发现Y518的糖酵解能力低于2-10515。作为TCA循环的中间产物，柠檬酸、琥珀酸的胞内含量明显下降。分析胞内辅因子发现胞内ATP含量降低，NADPH含量升高且NADPH代谢活跃，更多地转化成NADP+。（3）利用Real-timePCR技术，测定原始菌株2-10515和突变株Y518抗氧化相关基因（GSH1、GSH2、YAP1、SKN7、TRX2、TSA1、GPX2、GLR2、CTT1和MXR1）在12h和24h的表达情况。在发酵过程中，除TSA1外，突变株Y518的抗氧化相关基因表达量升高。在Y518生长过程中，谷胱甘肽防御体系(GSH1、GSH2、GLR2、GPX2)和硫氧还蛋白体系（TRX2）起重要的抵抗氧化胁迫作用。在发酵后期，胞质过氧化物酶抗氧化体系（CTT1）和蛋氨酸亚砜还原酶（MXR1）蛋白氧化修复体系才开始发挥作用。
【作者】刘莉娟；
【导师】王立梅；
【作者基本信息】苏州大学，微生物学，2014，硕士
【关键词】谷胱甘肽；酿酒酵母；呼吸突变；氧化胁迫；

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