苹果酸酶对谷氨酸棒杆菌合成鸟氨酸的影响研究文献综述
2020-04-13 15:14:58
在生物细胞中,能够产生 NADPH 的酶包括:NADP 依赖型苹果酸酶(NADP-ME,EC 1.1.1.40),NADP 依赖型异柠檬酸脱氢酶(NADP-IDH,EC 1.1.1.42),葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD,EC 1.1.1.49),6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(PGD,EC 1.1.1.44)。
1 还原力来源酶 NADP-ME 的研究进展 苹果酸酶(malic enzyme,ME)广泛存在于动物、植物和微生物中。
根据辅因子的专一性和对底物选择性的不同,可将 ME 分为 3 种类型:第 1 类 ME(EC 1.1.1.38,NAD-ME)利用 NAD 作为辅因子,具有催化草酰乙酸脱羧的能力;第 2 类 ME(EC1.1.1.39)能同时利用 NAD 和 NADP 作为辅因子,但利用 NAD 时活性更高,不能催化草酰乙酸脱羧;第 3 类 ME(EC 1.1.1.40,NADP-ME)为 NADP 依赖型,也具有催化草酰乙酸脱羧的能力。
关于产油微生物中 NADP-ME 的重要作用,有许多研究工作进行了实验和论证。
早在 1984 年 Evans 等报道在圆红冬孢酵母的培养过程中氮源的种类、NADP-ME 的活性和脂质积累量三者之间存在相关性:当氮源为谷氨酸时,NADP-ME 的活性明显高于铵盐作为氮源时 NADP-ME 的活性,而与之对应的是谷氨酸作为氮源时菌体的油脂产量显著高于铵盐作为氮源之时。
NADP-ME 可能通过控制圆红冬孢酵母油脂合成中还原力的来源从而调控其油脂积累量。
Certik 等细致地考察了刺孢小银克汉霉中,氮源的种类、脂质合成相关酶的活性与脂质积累量之间的关系,得到了与圆红冬孢酵母类似的结果,表明在刺孢小银克汉霉中 NADP-ME 的活性同样与脂质积累量是密切相关的。
Retledge 等报道缺乏 NADP-ME 的构巢曲霉突变株(acuK)于氮限制培养基中培养时,其油脂积累量仅为野生型的一半,这说明 NADP-ME 可能是构巢曲霉油脂积累过程中NADPH 的主要来源。
针对卷枝毛霉的实验结果表明,卷枝毛霉的脂质合成和积累同样受到 NADP-ME 活性的强烈影响:当在培养基中添加 4 mM 的芝麻酚(芝麻酚为 ME 的抑制剂)时,卷枝毛霉的产脂量仅为细胞干重的 1%~2%。
Wynn 等关注了脂质积累量存在明显差异的两种产油丝状真菌卷枝毛霉和高山被孢霉脂质积累过程中NADP-ME 活性的变化:在卷枝毛霉中,NADP-ME 的活性在氮耗尽 15~20 h 后消失,与脂质积累停止的时间一致;而在高山被孢霉中,NADP-ME 的活性在氮耗尽后维持了60 h,在这段时间内脂质积累仍在继续。