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综合同位素标记的代谢组学和13C代谢通量分析来揭示高产葡萄糖糖化酶黑曲霉代谢通量的变化

   日期:2015-10-06     来源:生物催化剂设计与改造服务    
核心提示:在工业生产和科研活动中,黑曲霉都是一种重要的材料,黑曲霉是一种最重要的纤维状真菌,被广泛用于生产有机酸和酶类。那么要想使得产品高产,大部分依赖于我们对细胞代谢途径机制的全方位的理解。
 在工业生产和科研活动中,黑曲霉都是一种重要的材料,黑曲霉是一种最重要的纤维状真菌,被广泛用于生产有机酸和酶类。那么要想使得产品高产,大部分依赖于我们对细胞代谢途径机制的全方位的理解。
在这篇文章中,作者研究了两个菌种之间代谢差异和调控机制,其中的一个菌种为葡萄糖糖化酶高产——A.niger DS03043,另一个则为高产菌株的野生型亲本——A.niger CBS513.88,作者采用的手段正是上面提到的同位素标记的代谢组学和13C代谢通量分析结合的方法来探讨的。研究发现A.niger DS03043生长更快,具有更高的葡萄糖摄取量,并且还有较高的葡萄糖糖化酶生产率,但是它分泌草酸、柠檬酸较少。于是作者认为对于A.niger DS03043,它的碳通量是直接去进行氧化戊糖磷酸途径而去降低了TCA循环的通量。在高产菌株中,作者认为高的ATP/AMP直接导致戊糖磷酸途径通量的增加是由于高的ATP浓度会抑制葡萄糖磷酸异构酶的活性。而在A.niger CBS513.88中,菌株细胞内具有很高氧化还原反应是因为细胞内NADH的再生和消耗的不平衡,进而导致草酸和柠檬酸分泌伴随着细胞内草酰乙酸和磷酸烯醇式丙酮酸的积累,这些结果可能会导致葡萄糖摄取量的降低。
于是我们就利用了同位素标记的代谢组学和13C代谢通量分析结合的方法弄清楚了在黑曲霉中能量代谢调控的机制和氧化还原反应代谢通量上的重新分配。
这个方法,不仅可以用在黑曲霉中,我们想获得一种高产菌株,首先必须得弄清楚菌株细胞内的代谢流程、原理,以便更好的后续操作。
 
标签: 糖化酶 黑曲霉
 
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