产丙酮酸酵母菌的丙酮酸代谢与代谢工程

来源 :中国科学院微生物研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aig2008
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丙酮酸是一种重要的有机酸.它广泛应用于化工原料、药物及农用化学试剂的生产以及科学研究.发酵法生产丙酮酸由于其成本低而成为一种极具竞争力的方法.发酵法生产丙酮酸的主要研究思路和目标是:(1)在不影响细胞生长的前提下尽量减少丙酮酸的降解与转化;(2)尽可能加快发酵底物葡萄糖的糖酵解过程,提高生产强度.然而在丙酮酸发酵中,从底物到丙酮酸,尤其是葡萄糖到丙酮酸的代谢是糖酵解途径.而糖酵解途径是细胞的基本代谢途径,参与反应的酶多为组成酶,难以进行代谢调控,所以其代谢速率不易提高.因此我们的研究重点放在丙酮酸的去路上,即尽可能减少丙酮酸的降解或转化.在这样的目标下,具体研究确定在丙酮酸脱羧氧化这个反应上,这涉及到丙酮酸脱羧酶.我们的研究就是围绕丙酮酸脱羧酶而展开的.该论文的研究结果如下所述:在132株酵母菌中筛选到一株高产丙酮酸的酵母菌Trichosporon cutaneum PD70.该菌可以不添加氨基酸和维生素的简单培养基发酵生产丙酮酸.丙酮酸脱羧酶(Pyruvate decarboxylase,PDC,E.C.4.1.1.1)是丙酮酸代谢中的关键酶,它也能催化芳香族氨基酸前体生物转化成光活性α-羟基酮.在该文研究中,我们从Torulopsis glabrata中纯化了PDC,并对纯酶的性质进行了详细的研究.同时,我们也从T.glabrata克隆了PDC基因,并测定和分析了该基因的序列.利用T.glabrata发酵生产丙酮酸时,乙醇作为副产物同时产生.乙醇的产生不仅降低了丙酮酸的产量,而且对与丙酮酸回收的发酵后处理带来一定的困难.PDC是丙酮酸降解和乙醇生产途径中的关键酶.Miyata等人(1999)通过EMS随机诱变筛选到PDC酶活降低的突变菌.
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