甲酸对酿酒酵母的细胞毒性

研究甲酸对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)GGSF16的毒害作用,测定不同质量浓度甲酸对酿酒酵母生长代谢的影响,结果表明,甲酸质量浓度为1.8 g/L时能够明显抑制酵母细胞的生长和降低乙醇产量,延长细胞发酵周期;酵母细胞外的核酸、蛋白质和丙二醛含量分别是对照组的1.4、1.67倍和5.3倍,...     

草酰乙酸对酿酒酵母荔枝酒发酵中醋酸代谢的影响

以能同时利用可发酵性糖和乙酸的酿酒酵母为出发菌株,研究荔枝酒酿造过程中添加不同浓度的草酰乙酸(OAA)对酿酒酵母代谢醋酸的影响。结果表明:添加OAA对酿酒酵母代谢醋酸具有显著影响。添加OAA促使酿酒酵母表达较高的丙酮酸脱羧酶(PDC)、乙醇脱氢酶(ADH)、乙醛脱氢酶(ALDH)及乙酰辅酶A合成酶(ACS)的酶活性,产生较多的酒精和乙醛以及较少的琥珀酸、苹果酸和甘油,提高了酿酒酵母代谢醋酸的能力。添加0.8 g/L的OAA,酿酒酵母代谢醋酸的量比对照提高了60 mg/L。     

酿酒酵母中线粒体活性对甲酸处理下细胞死亡率的影响

已知甲酸可抑制线粒体呼吸链末端的细胞色素氧化酶,低浓度的甲酸可导致细胞内线粒体活性氧的快速爆发并进一步杀死酵母细胞。因此,对可能影响酿酒酵母细胞线粒体产生活性氧的因素进行了研究,分析了菌龄、低温预处理、还原剂、线粒体ATP酶基因突变等对甲酸毒性的影响。结果表明,酿酒酵母对甲酸的抗性与线粒体活性密切相关,通过线粒体突变降低线粒体活性可增强酿酒酵母对甲酸的抗性。     

醋酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响

将白酒生产中常见的1株醋酸菌(巴氏醋杆菌Acetobacter pasteurianus)与高产酯酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)进行混合发酵,研究醋酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响。保持高产酯酿酒酵母的接种量不变,向高粱汁培养基内添加不同浓度的醋酸菌菌悬液、醋酸菌发酵上清液,结果发现:醋酸菌菌悬液的添加量对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响不大。随着培养基内醋酸质量浓度的增加(0～6 g/L),高产酯酿酒酵母乙酸酯和高级醇产量逐渐降低,乙酸酯最多下降60%,高级醇最多下降50%,酒精发酵没有受到影响;当醋酸质量浓度为8 g/L时,高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢受到严重抑制,乙醇产量下降85%。在培养基初始醋酸质量浓度为6 g/L时,高产酯酿酒酵母共有394个基因转录水平上调,282个下调,这些差异基因主要富集在细胞膜的组成,其中高产酯酿酒酵母的次生代谢产物合成、碳代谢、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA)、氨基酸生物合成、糖酵解、氧化磷酸化、丙酮酸代谢等多条代谢途径受到影响。     

木质纤维素水解液中抑制物对酿酒酵母发酵的影响及应对措施概述

木质纤维素是一种典型的生物质,微生物可将其转化为燃料乙醇。在木质纤维素的资源化利用过程中,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是常用菌种之一,可代谢木质纤维素水解液的主要有机质组分(糖类)产生乙醇。研究表明多种物质影响酿酒酵母的代谢活性,降低木质纤维素的转化效率,全面了解抑制物的种类和应对措施对木质纤维素分解工艺的调控优化具有重要意义。文章概述了木质纤维素水解液中常见的抑制物种类,不同抑制物对酿酒酵母的影响以及减少抑制物对酿酒酵母代谢过程的抑制作用的方法。     

对数生长期酿酒酵母胞内代谢情况分析

酿酒酵母是发酵产业中的关键微生物,处于对数生长期的酵母菌迅速繁殖,积累大量初级代谢产物,对此时期进行调控可以提高发酵效率。为了解对数生长期酿酒酵母发酵情况,采用液相色谱串联质谱法(liquid chromatography tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)对酵母胞内主要代谢物及其代谢途径进行分析。结果表明,在对数生长期酿酒酵母胞内共鉴定927种代谢物,含氮和含硫化合物数量及相对含量均最高。这些代谢物参与的代谢途径中,核苷酸代谢、辅因子和维生素代谢、碳水化合物代谢以及氨基酸代谢为酿酒酵母主要代谢途径,核苷酸代谢中相对含量最高的为嘧啶代谢。代谢物和代谢途径主要涉及酵母细胞膜的构建,遗传信息的复制,信号分子的传递,渗透压的调节等。为酵母提供生长所需的基本小分子物质和能量,同时为合成蛋白质、核酸等生物大分子物质提供原料。此外,碳水化合物和氨基酸代谢的代谢流分布可更好地支持酿酒酵母进行核苷酸代谢,促进酵母菌的增殖、生长和存活。该研究结果为定向改造酿酒酵母、提高其发酵效率提供一定科学依据。     

外源长链脂肪酸对酿酒酵母脂肪酸代谢、生长繁殖、抗逆性及香气合成的影响

发酵基质中长链脂肪酸物质(C_(14)-C_(18))是影响酿酒酵母生长代谢的重要营养成分。本文重点阐述外源长链脂肪酸对酿酒酵母脂肪酸代谢、生长繁殖,抗逆性和产生香气化合物的影响,以及在葡萄酿酒产业的应用,以期为葡萄酒工业化生产提供理论指导。     

50 Hz低频电磁场对酿酒酵母蛋白组及相关代谢通路的影响

为了从蛋白和代谢水平进一步探究LF-EMF的分子机制,本文采用SWATH-MASS技术测定50 Hz LF-EMF辐射处理后的酿酒酵母蛋白组变化,得到的差异蛋白数据经过Unitprot数据库匹配,并对显著差异表达蛋白进行相关代谢通路分析。结果表明,50 Hz LF-EMF可显著影响酿酒酵母胞内12种蛋白的表达水平(P<0.05),包括3种上调蛋白(↑15.78%~34.21%)和9种下调蛋白(↓14.43%~40.59%)。上调的蛋白主要富集在自由基代谢、碳代谢、氨基酸生物合成和甘油脂代谢等代谢通路上;下调的蛋白主要富集在肌醇磷酸代谢、氮代谢、谷胱甘肽代谢、嘧啶代谢、嘌呤代谢和抗生素的生物合成等通路上;此外,下调表达的肌醇三磷酸合酶同时会导致其相关代谢物三磷酸肌醇的代谢水平下降(P<0.05)。因此,LF-EMF辐射可影响酿酒酵母蛋白的表达水平及其相关产物的代谢水平。     

甘露聚糖对酿酒酵母菌株生长及抗氧化活性的影响

葡萄酒酿造是一个高糖、高酸、低pH的相对恶劣生境,且发酵产生的乙醇会影响酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞的生长与代谢。为探究甘露聚糖在酒精发酵过程中对酿酒酵母细胞活力及抗氧化代谢的影响,以添加不同质量浓度甘露聚糖的模拟葡萄汁为试材,动态检测酒精发酵过程中酿酒酵母菌株的生物量、细胞活力及抗氧化活性。结果表明,甘露聚糖在酿酒酵母菌株生长的全过程对细胞活力具有显著提升作用(P<0.05);与对照组相比外源添加甘露聚糖能够显著提高酿酒酵母细胞的三磷酸腺苷酶(adenosine triphosphatase, ATPase)活性及细胞内还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)(P<0.05),可清除细胞内过量的活性氧(reactive oxygen species, ROS)、丙二醛(malondialdehyde, MDA),提高细胞的抗氧化能力。综合分析,外源添加质量浓度为300 mg/L甘露聚糖可以有效提升酿酒酵母细胞的活力及抗氧化活性。     

低频静电场辐射对酿酒酵母生长代谢的影响

为了探究低频静电场辐射对酿酒酵母生长代谢的影响和作用机理。本实验运用60 Hz低频静电场对酿酒酵母进行辐射处理,通过扫描电子显微镜、流式细胞仪、酶标仪和紫外分光光度计等仪器对酿酒酵母的生长趋势、形态特征、葡萄糖代谢、胞内蛋白总量和胞内乙醇脱氢酶的活性进行测定分析。结果表明:低频静电场辐射条件下生长的酿酒酵母缩短了生长迟滞期,加快了其对数生长期,且其生长速率相比自然生长提高了14.5%。辐射条件下生长的酿酒酵母对葡萄糖的消耗量在时间为16 h时比自然生长提高了15.64%,其胞内乙醇脱氢酶(ADH)的比活力比自然生长提高了7.25%,但胞内蛋白的总量无显著变化。因此,低频静电场辐射可影响酿酒酵母原有的代谢机制,对其生长代谢过程具有明显的促进效应。     

基于代谢组学和转录组学分析工业面包酵母（Saccharomyces cerevisiae）ABY3冷冻胁迫应答机制

为研究面包酵母（Saccharomyces cerevisiae）响应冷冻胁迫的机理，对面包酵母－20 ℃处理7 d前后的发酵菌液进行胞内的代谢组学和转录组学分析。在－20 ℃、7 d的环境胁迫下，面包酵母不加糖模拟面团发酵后的存活率为43%，发酵力下降42%。冷冻胁迫下，面包酵母胞内24 种代谢物的变化与494 种基因的表达差异与应答机制相关。通过差异代谢通路分析得出：冷冻胁迫下，胞内氨基酸的匮乏与质膜僵硬化可能是影响细胞生长和发酵性能的主要原因，而胞内不饱和脂肪酸相对含量的增加和海藻糖的积累并不能消除低温对细胞的损伤。研究结果可完善酵母冷冻胁迫应答机理，为耐性调节机制的研究提供思路，对冷冻面团的优化和技术发展具有重要意义。     

面包酵母耐冷冻性影响因子的研究进展

论述了影响面包酵母耐冷冻性的各种因子。耐冷冻面包酵母是冷冻面团技术的关键,许多因素与酵母冷冻耐受性有关,如酵母胞内海藻糖含量、甘油含量、酒精含量、热休克蛋白含量、不同脂肪成分的比例、某些带电荷的氨基酸含量、呼吸能力、控制质膜的水运送的基因的表达等等,而海藻糖在酵母胞内起到的耐冷冻作用被广泛证明。     

以小麦粉为基质的地衣芽孢杆菌与酵母混酵氨基酸代谢特征

为阐明白酒酿造微生物液态纯种混合发酵的代谢特征,本研究以传统固态发酵中的常见细菌(地衣芽孢杆菌)和酵母(汉逊酵母、弗比恩毕赤酵母、酿酒酵母和鲁氏酵母)为研究对象,以小麦粉为发酵唯一基质,分析了在芽孢杆菌和不同单一酵母共酵条件下氨基酸代谢特征。结果显示,汉逊酵母是混酵下主要乙醇生成酵母,最高乙醇浓度达(93.33±4.71) mg/L,相应的还原糖水平最低,不超过1 g/L。气相色谱分析结果表明有11种氨基酸(甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、脯氨酸、谷氨酸&谷氨酰胺、苯丙氨酸、组氨酸和酪氨酸)在四种混合发酵条件下都会被合成。对只在特定微生物组合下才出现的氨基酸,汉逊酵母比毕赤酵母更容易积累丝氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸和赖氨酸。丙氨酸是地衣芽孢杆菌与毕赤酵母混合发酵所特有。本研究结果揭示白酒酿造微生物混酵下氨基酸代谢特征,为深入研究氨基酸与风味之间的关系提供了理论基础。     

添加淋饭酒母对液态法酿制清爽型山兰黄酒品质及风味的影响

采用淋饭酒母取代传统的纯种酒母酿造清爽型山兰黄酒。结果表明,液态法酿制过程中,与纯种酒母发酵相比,添加3％淋饭酒母发酵平缓,所得山兰黄酒香气浓郁。通过电子鼻主成分及判别因子分析,能很好的区分纯种酒母发酵与淋饭酒母发酵的酒样,纯种酒母发酵的酒样香气与3％淋饭酒母发酵的酒样香气差异显著。通过氨基酸成分分析,淋饭酒母发酵的山兰黄酒游离氨基酸总量更低,口感更加清爽。     

细胞凋亡调控因子BCL-2促进工程酵母合成橙花叔醇

工程酵母菌发酵过程中因氧化胁迫、蛋白质错误折叠等压力致使生产能力降低.该研究发现,在甲羟戊酸途径增强的酵母工程菌中,过表达人源细胞凋亡调控因子B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma-2,BCL-2)和还原型谷胱甘肽合成酶(glutathione synthase,GSH1)编码基因可以促进橙花叔醇的合...     

小麦基质下枯草芽孢杆菌与酵母共发酵代谢特征

以小麦粉为基质,采用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）分别与汉逊酵母（Hansenula sp.）、弗比恩毕赤酵母（Pichia fabianii）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和鲁氏酵母（Zygosaccharomyces rouxii）共发酵,通过对还原糖、乙醇及氨基酸的检测分析其代谢特征。结果表明,汉逊酵母和枯草芽孢杆菌共发酵最利于乙醇的合成,乙醇最高含量为（740.00±28.28） mg/L。枯草芽孢杆菌分别与汉逊酵母、弗比恩毕赤酵母、酿酒酵母、鲁氏酵母共发酵时氨基酸合成代谢存在差异,分别合成10、10、12、12种氨基酸,最高总氨基酸含量分别为（210.41±18.75）μg/mL、（160.92±9.11）μg/mL、（3 957.35±261.47）μg/mL、（956.71±56.64）μg/mL,酿酒酵母与枯草芽孢杆菌共发酵时更有利于氨基酸的合成。四种发酵体系中共有氨基酸为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和酪氨酸,非共有氨基酸为丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、色氨酸、谷氨酸以及谷氨酰胺。     

提高乙酸耐受性酿酒酵母JJJ1突变株构建及转录组学分析

目的 构建JJJ1突变株以提高酿酒酵母在发酵过程中的乙酸耐受性,提高发酵效率。方法 本研究采用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建酿酒酵母JJJ1Δ突变株,检测突变对酿酒酵母菌株的乙酸耐受性影响,基于转录组学分析突变株耐受乙酸的分子机制。结果 在含有5 g/L乙酸的液体培养基中,酿酒酵母JJJ1Δ存活率是野生型菌株的4.44倍,发酵72 h后酿酒酵母突变株JJJ1Δ的细胞生物量是野生型菌株的1.15倍,酿酒酵母JJJ1Δ的生长延滞期比野生型菌株缩短了30 h;转录组学研究表明,敲除JJJ1基因增强酿酒酵母的代谢、生物调控、膜流动性以及转运活性和电子转移活性,减少酿酒酵母细胞生理过程、细胞连接和拟核功能以及细胞结合功能。结论 敲除JJJ1基因的酿酒酵母突变株通过提高能量代谢和氨基酸合成,降低核糖体生物发生减少细胞生理活动,增强酿酒酵母菌株乙酸耐受性。     

Cloning,sequencing and characterization of a gene encoding dihydroxyacetone kinase from Zygosaccharomyces rouxii NRRL2547

The dihydroxyacetone pathway, an alternative pathway for the dissimilation of glycerol via reduction by glycerol dehydrogenase and subsequent phosphorylation by dihydroxyacetone (DHA) kinase, is activated in the yeasts Saccharomyces cerevisiae and Zygosaccharomyces rouxii during osmotic stress. In experiments aimed at investigating the physiological function of the DHA pathway in Z. rouxii, a typical osmotolerant yeast, we cloned and characterized a DAK gene encoding dihydroxyacetone kinase from Z. rouxii NRRL 2547. Sequence analysis revealed a 1761 bp open reading frame, encoding a peptide composed of 587 deduced amino acids with the predicted molecular weight of 61 664 Da. As the amino acid sequence was most closely homologous (68% identity) to the S. cerevisiae Dak1p, we named the gene and protein ZrDAK1 and ZrDak1p, respectively. A putative ATP binding site was also found but no consensus element associated with osmoregulation was found in the upstream region of the ZrDAK1 gene. The ZrDAK1 gene complemented a S. cerevisiae W303-1A dak1delta dak2 delta strain by improving the growth of the mutant on 50 mmol/l dihydroxyacetone and by increasing the tolerance to dihydroxyacetone in a medium containing 5% sodium chloride, suggesting that it is a functional homologue of the S. cerevisiae DAK1. However, expression of the ZrDAK1 gene in the S. cerevisiae dak1delta dak2 delta strain had no significant effect on glycerol levels during osmotic stress. The ZrDAK1 sequence has been deposited in the public data bases under Accession No. AJ294719; regions upstream and downstream of ZrDAK1are deposited as Accession Nos AJ294739 and AJ294720, respectively.     

Widely targeted metabolic profiling analysis of yeast central metabolites

A method for a widely targeted analysis was developed for the metabolic profiling of yeast central metabolism. The widely targeted method consists of 2 analyses, namely, gas chromatography-quadrupole-mass spectrometry (GC-Q-MS) operated in selected ion monitoring mode with 25m/z channels, and liquid chromatography triple-stage quadrupole (LC-QqQ)-MS operated in multiple reaction monitoring mode. This platform was set up to identify and quantify preselected 99 compounds, including sugars, sugar phosphates, organic acids, amino acids, and cofactors. The method showed good sensitivity and a wide dynamic range. For example, limits of detection for lactate and l-phenylalanine were 1.4fmol and 2.0fmol, respectively. The dynamic ranges for GC-Q-MS analysis and LC-QqQ-MS analysis were approximately 10(2)-10(5) and 10(3)-10(4), respectively. The metabolite profiles of 2 yeast strains, YPH499 and BY4741, under glucose-fermenting conditions were compared using the developed method. Although YPH499 and BY4741 were derived from an identical experimental strain, the profiling analysis successfully revealed a variation in metabolic phenotypes among experimental yeast strains demonstrating that the widely targeted method could be a robust and useful method for the investigation of metabolic phenotypes of Saccharomyces cerevisiae.