利用适应性进化与基因工程结合的策略促进酿酒酵母胞内谷胱甘肽的合成

摘要

目的：利用适应性进化与基因工程结合的策略提高酿酒酵母细胞内谷胱甘肽(Glutathione,GSH)产量. 方法：对工程菌株进行适应性进化,得到GSH高产菌株,比较进化菌株与原养型菌株代谢物相对浓度差异,对进化菌株中积累的代谢中间体进行分流,提高细胞内GSH产量. 结果：经过两轮适应性实验室进化,筛选得到GSH产量为245mg/L的进化菌株;代谢组分析显示进化菌株中GSH合成的前体的相对浓度均有上升,且一些参与能量代谢的物质相对浓度升高;丙烯醛处理细胞后利用LC-MS/MS可以检测到含巯基化合物与丙烯醛的加成产物;基因工程改造后GSH产量为296mg/L; 结论：底物供应及能量再生促进进化菌株中GSH产量的提高;N-乙酰半胱氨酸等巯基化合物与丙烯醛的结合降低丙烯醛对细胞的毒性;半胱氨酸生物合成途径和二硫键异构酶的调节可以进一步提高细胞内GSH产量.