基于非靶向代谢组学分析酿酒酵母甲酸胁迫的响应和耐受性机制

摘要

采用液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MC)的非靶向代谢组学,探究酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)响应甲酸胁迫的代谢机制。主成分分析和正交偏最小二乘判别分析等多元统计结果表明,甲酸处理后酿酒酵母中发生显著变化(P<0.05)、变量投影重要性值超过1的差异代谢物共226种,主要为L-色氨酸、L-谷氨酰胺、5-羟基吲哚乙酸、吲哚乙醛、L-苯丙氨酸、L-谷氨酸、氧化型谷胱甘肽、5’-磷酸核糖基-N-甲酰甘氨酰胺。差异代谢通路分析表明,甲酸胁迫可能导致酵母细胞内活性氧积累诱导氧化应激、ATP过度消耗,这可能是抑制酵母细胞生长的主要原因。而胞内芳香族氨基酸的含量增加,部分氨基酸和核苷酸的合成代谢减慢可能是通过降低能量消耗而实现的自我保护,从而有助于提高酵母细胞对甲酸的耐受性。实验为进一步研究提高细胞酸类抑制物的耐受性方法提供了科学理论参考。