碳氮比對變形假單胞菌2-酮基-D-葡萄糖酸合成與代謝的影響.pdf

1、作為一種安全、高效并具有顯著性價比優(yōu)勢的抗氧化劑，D-異抗壞血酸及其鈉鹽廣泛應(yīng)用于食品、化妝品等工業(yè)領(lǐng)域。2-酮基-D-葡萄糖酸(2-keto-D-gluconate，2KGA)作為合成D-異抗壞血酸及其鈉鹽的前體，目前已成為工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的有機酸之一。在2KGA發(fā)酵過程中，存在著一種典型的發(fā)酵目的產(chǎn)物(2KGA)被其生產(chǎn)菌株代謝利用的現(xiàn)象。本文探討了碳氮比對變形假單胞菌2KGA合成與代謝的影響，從相關(guān)酶的活性、相關(guān)酶的基因轉(zhuǎn)錄水平、蛋

2、白質(zhì)組學3個方面的變化對生產(chǎn)菌株代謝利用發(fā)酵日的產(chǎn)物的現(xiàn)象進行了闡述，為后續(xù)的2KGA代謝機理研究提供一定的理論基礎(chǔ)。主要結(jié)論如下:
　　(1)培養(yǎng)基碳氮比是影響變形假單胞菌葡萄糖代謝過程胞外氧化途徑/胞內(nèi)磷酸化途徑偏轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因子之一。隨著發(fā)酵培養(yǎng)基碳氮比的提高，變形假單胞菌葡萄糖代謝由胞內(nèi)磷酸化途徑向胞外氧化途徑偏轉(zhuǎn)，即碳氮比的提高有助于發(fā)酵目的產(chǎn)物2KGA的合成。
　　(2)變形假單胞菌A46在生長代謝過程中存在分解代謝

3、產(chǎn)物阻遏效應(yīng)(CCR)。在葡萄糖和2KGA同時存在的情況下，菌體優(yōu)先利用葡萄糖。
　　(3)考察了不同碳氮比條件下2KGA合成與代謝過程中相關(guān)酶(Gcd、Gad、Glk、KguK、KguD)的活性變化。低碳氮比條件下，發(fā)酵過程中葡萄糖脫氫酶(Gcd)的比活隨著發(fā)酵時間的延長而升高，進入衰亡期后其活性開始降低;高碳氮比條件下，Gcd的比活出現(xiàn)了先升高后下降再升高的現(xiàn)象，且Gcd的活性下降的幅度隨著培養(yǎng)基碳氮比的升高而加大。在2KGA

4、合成階段，葡萄糖酸脫氫酶(Gad)的比活在不斷升高;在2KGA代謝階段，Gad的比活則出現(xiàn)了穩(wěn)定或下降的現(xiàn)象。另外，碳氮比越高，整體上Gad的比活越小。僅在2KGA代謝階段才能檢測到2-酮基-D-葡萄糖酸激酶（KguK和KguD）的活性。發(fā)酵過程中葡萄糖激酶(Glk)的比活呈現(xiàn)先快速升高至最大而后緩慢下降的現(xiàn)象。
　　(4)低碳氮比條件下2KGA發(fā)酵過程中相關(guān)酶基因(gcd、gad、kguK、kguD、glk、gnuK)在轉(zhuǎn)錄水平