丙酮酸钠促进S-腺苷蛋氨酸和谷胱甘肽联合高产及其生理机制

为了考察丙酮酸钠对S-腺苷蛋氨酸(SAM)和谷胱甘肽(GSH)联产发酵的影响,本文通过在不同培养时间向摇瓶中添加不同浓度丙酮酸钠,发现0 h添加2 g/L丙酮酸钠最有利于SAM和GSH生物合成。在该条件下进行分批发酵培养,结果表明:SAM和GSH联产量在27 h时达到最大值402.3 mg/L,比不添加丙酮酸钠的对照提高了35.1%。进一步地,对酵母胞内SAM合成酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、己糖激酶、异柠檬酸脱氢酶的活性以及NADH和ATP含量进行测定,结果发现:丙酮酸钠添加不仅提高了SAM和GSH代谢途径中的关键酶活性,还提高了胞内能量代谢物质的水平,最终提升了SAM和GSH的合成能力,实现了SAM和GSH的联合高产。该研究结果为类似耗能合成化合物的高效生产提供了一种可行的思路。

酸胁迫对S-腺苷甲硫氨酸和谷胱甘肽生物合成的影响及其生理机制

在高密度培养条件下,考察不同pH值环境对产朊假丝酵母生物合成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)的影响。结果发现弱酸胁迫(pH 3.5)有利于提升酵母细胞的SAM和GSH合成能力,实现SAM和GSH联合高产。通过对关键酶活性、能量物质供给和胞内氧化还原环境进行测定,发现弱酸胁迫提高了SAM合成酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、己糖激酶、ATP合成酶以及过氧化氢酶的活性,提高了胞内NADH和ATP的水平和再生能力,为SAM和GSH的过量合成提供了充足的物质和能量保障。研究结果揭示了弱酸胁迫促进SAM和GSH生物合成的生理机制,也为类似小分子活性化合物的过量合成提供可行的思路。