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甘油对红曲菌甘油及碳源代谢关键酶酶活的影响

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2024年2月15日发(作者:浑盼夏)

1卷第4第1期湖北师范大学学报(自然科学版)JournalofHubeiNormalUniversity(NaturalScience)Vol41No1,2021甘油对红曲菌甘油及碳源代谢关键酶酶活的影响1,2,3,41,2,3,41,2,3,41,2,3,41,2,3,41,2,3,4,,,,,石 佳赵 薇鲁 瑾王文娟余 翔冯艳丽(1.特色野菜良种繁育与综合利用技术湖北省工程研究中心,35002;湖北黄石 4  2.湖北师范大学食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室,35002;湖北黄石 43.湖北师范大学生命科学学院,35002;湖北黄石 44.湖北师范大学生物学国家级实验教学示范中心,35002)湖北黄石 4Monascuspilosus)MS-1为实验菌株,摘要:以丛毛红曲菌(考察合成培养基中甘油浓度对红曲菌碳源及甘H均在3.5~7.5之间,油代谢关键酶酶活的影响。结果表明,发酵过程中各处理发酵液p且呈先降后升趋,/L和40g/L的处理中甘油及碳发酵液体积呈下降趋势。在发酵的前9d普遍表现为甘油浓度为1g势,60g/L的处理中相关酶活,源代谢关键酶酶活高于对照及甘油浓度为1在发酵后期则普遍出现相反的现进而影响红曲菌生长及代谢产物产生。该研究结象。甘油可影响红曲菌的碳源及甘油代谢关键酶酶活,果可为深入探讨甘油影响红曲菌代谢产物产生的分子机制奠定基础。关键词:红曲菌;甘油;红曲色素;碳源代谢;关键酶Q939.97  文献标志码:A  文章编号:2096-3149(2021)01-0017-09中图分类号:doi:10.3969/j.issn.2096-3149.2021.01.0030 前言Monascusspp.),红曲菌(又称红曲霉,是我国重要的药食同源微生物,其淀粉质原料的发酵产1,2]——红曲在我国有2000多年的应用历史[。红曲菌在工业生活的应用主要是红曲色素(Monas品—[3]pigments,MPs)Pscus的应用。M在食品工业主要用于发酵豆制品、红曲米酒及干制鱼、肉制品等的着色[5][6],Ps保健食品、替代肉品加工中的部分亚硝酸盐等。在生产M的过程中发现,甘油可促[7~9]Ps,。进红曲菌产生M但其作用机制不明确[4]甘油可作为碳源用于微生物发酵,但不同微生物对甘油的代谢和利用也不同。已有研究表明,以MPs(MonacolinK,MK)蔗糖为主要碳源时添加甘油可促进红曲菌生长、和莫纳可林K的产生,且甘[8~10]PsK关键基因的表达,。甘油代谢主要涉及4油可影响红曲菌合成M和M但具体机制并不清楚Glyceroldehydrogenase,GDH)、Glyceroldehydratase,GDHt)、种酶,分别是甘油脱氢酶(甘油脱水酶(二Dihydroxyacetonekinase,DHAK),3-1,3-propanedioldehy羟基丙酮激酶(和1丙二醇氧化还原酶(11,12]drogenase,PDOR)[。近年来,有关碳源对微生物代谢的影响也有大量报道,主要包括碳源对微生物代谢产物的影响及与碳源代谢相关基因的研究等,未见甘油影响红曲菌碳源代谢的相Ps分析了甘油对红曲菌产M的影响,还对影响红曲菌代谢产关研究。课题组在合成培养基条件下,物产生的碳源选择性进行了研究[10][13,14][15,16]。然而,甘油对红曲菌碳源代谢的影响效应并不清楚。本研究从甘油代谢途径和红曲菌碳源代谢途径涉及关键酶的酶活探讨甘油对红曲菌发酵过程的DH、GDHt、DHAK和PDOR,DH、GDHt、影响。甘油代谢主要涉及4种酶,分别是G但通常仅监测GPDOR的酶活。红曲菌碳源代谢涉及的酶主要是β-半乳糖苷酶和葡萄糖激酶。本研究主要在前期2020-08-18收稿日期:D20192502),基金项目:湖北省教育厅科研计划项目重点项目(食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室开放基金(EWPL201807),2019CZ07)湖北师范大学科研创新团队项目(1998— ),作者简介:石 佳(女,山西晋中人,在读硕士研究生,研究方向为食品微生物.1981— ),E-mail:fengyanli@hbnu.edu.cn.通讯作者:冯艳丽(女,河南周口人,副教授,博士,硕士生导师,研究方向为食品发酵,

,探讨在合成培养基条件下,甘油对红曲菌甘油及碳源代谢关键酶酶活的影响,为后续开展红曲菌利用甘油及甘油影响红曲菌代谢产物产生的分子机制提供依据。研究的基础上[10]1 材料与方法1.1 实验材料M.pilosus)MS-1(CCTCCM2013295,丛毛红曲菌(中国典型培养物保藏中心)是从市售红曲PsK且不产桔霉素的菌株。土豆等均为市售。产品中分离获得的可高产M及M1.2 仪器设备FSH-2型可调高速电动匀浆器,UV1900型紫外分光光度计,金坛市江南仪器厂;日本岛津公5427R型台式高速离心机,ppandorf;HZQ-F16型振荡培养箱,德国e哈尔滨市东联电子技术开发司;有限公司。其余设备均为常规小型实验室设备。1.3 试剂及溶液MgSO·7HO、KCl、FeSO、NaOH、KHPO·3HO、KHPO、葡萄糖、蔗糖、甘油、盐酸、乙酸钠、盐424242242苯并噻唑酮腙(MBTH)、(NH)SO、Fe(NH)(SO)、KCO、KHCO、1,2-酸3-甲基-丙二醇、42442422331,3-PDO)、NaHPO·2HO、NaHPO·12HO、NaCO、柠檬酸钾、柠檬酸、酚试剂、丙二醇(三(羟24224223ris-HClgCl甲基)氨基甲烷T及M琼脂粉、烟酰胺腺嘌呤二核苷2均为国产分析纯试剂。谷氨酸钠、(NAD)、NADP)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(及辅酶B均为国产生物试剂。二硫苏糖醇、邻-硝酸、12D-ATP)6-基苯酚、邻硝基苯β-半乳吡喃糖苷、腺苷三磷酸(和葡萄糖-磷酸脱氢酶均为高级纯,6-G-6-PDH)ATP)CmEI,其中二硫苏糖醇、葡萄糖-磷酸脱氢酶(和腺苷三磷酸(生产商为B其余为国产试剂。1.4 培养基3PDA培养基:00gm),00mL蒸馏水煮沸30min.将2马铃薯去皮切块(约2c加入10冷却后过00mL.0g0gH.滤,滤液加蒸馏水补足至10加入2葡萄糖搅拌均匀。加入2琼脂至充分溶解,自然p500mL,1×10Pa0min.分装至茄形瓶中,每瓶1灭菌20g/L,10g/L谷氨酸钠,0.0007mol/LMgSO·7HO,1g/LKHPO,0.5g/L发酵培养基:蔗糖642245,0.05g/LFeSO,H为6.0,1×10Pa0min.KCl调节p灭菌241.5 孢子悬液的制备及红曲液态发酵DA斜面在28℃培养10d,0mL无菌水。用无菌接种铲刮取孢子,接种红曲菌的P加入1将孢子60cfu/mL.0mL培悬液滤入装有玻璃珠的无菌锥形瓶中。调整孢子浓度为1将孢子悬液接入装有550mL三角瓶中,0%(v/v)。在30℃、130r/min培养3d后调整温度为25℃,养基的2接种量为15d.继续培养至11.6 红曲菌液态发酵产物中粗酶液的制备[10]g/L、40g/L和160g/L,结合前期研究基础,分别将发酵培养基中甘油浓度调整至1接种量及1.5孢子悬液的制备及红曲液态发酵”,,培养条件同“每隔3d取样(每个处理取出3瓶进行分析)检1,3-5d测甘油脱氢酶、丙二醇氧化还原酶、甘油脱水酶、β-半乳糖苷酶、葡萄糖激酶酶活,至第1(。设置3个平行)0mmol/L磷酸钾缓冲液(pH7.0,粗酶液的制备:过滤发酵液,将收集到的菌丝体保存在5含有2mmol/L,,二硫苏糖醇)中,然后用组织匀浆机(每次6s间歇3s共进行3次)进行破碎,释放胞内酶,00r/min0min,最后在80条件下离心1所得上清液即为胞内酶粗提液,该粗酶液用于后续实验中酶活分析。采用过滤后的发酵液测定胞外酶的酶活。1.7 甘油对红曲菌发酵过程中甘油代谢关键酶酶活的影响17]1.7.1 甘油脱氢酶酶活的测定 采用分光光度法测定甘油脱氢酶的酶活[,该反应液总体积为1.5mL,5mmol/L(NH)SO、1μmol/LFe(NH)(SO)、0.2mol/L甘油、1.2mmol/LNAD包括24244242

.1mol/LKCOpH9.8)0℃,340以及适量保存于0中的待测液。用紫外分光光度计于323缓冲溶液(nm波长下,in内的吸光度值。1个酶活单位(U)in内消耗1测定1m的定义是指在该条件下1mmolμ底物所需要的酶量。酶活计算公式如下:U/mL)=(V/×K)/(VL)酶活力单位(△A△tε×T×S×K指样品稀释倍数;V.5mL的总体积;V.06mL的样品体积;其中,ε指摩尔吸光系T指1S指0NADH在340nm处的毫摩尔消光系数为6.22;Lm光径的比色杯;/in内变化数,指1c△A△t指1m的吸光度值。U/mL)=8.04×/甘油脱氢酶酶活力单位(△A△t1.7.2 甘油脱水酶酶活的测定 采用分光光度法检测甘油脱水酶的酶活,因甘油脱水酶的反应需依[18],L的反应液:KCl50mmol/L、1,2赖易见光分解的辅酶B测定该酶活须在避光条件下进行。1m12.2mol/L、5μM、pH7.0)0.035mol/L和适量细胞抽提液。首先-丙二醇0辅酶B磷酸钾缓冲液(1217℃下保温10min,L的0.1mol/L柠檬酸钾缓冲液(pH3.6).5mL的0.1%在3然后加入1m和0MBTH(2苯并噻唑酮腙)7℃下保温15min,L的蒸馏水,盐酸3-甲基-溶液,然后在3最后加入1m05nm处测定1minU)用紫外分光光度计于3内的吸光度值。1个酶活单位(的定义是指在上述条件inmol1,3-下1m内生成1μ丙二醇所需的酶量。BTH发生显酶活力计算:甘油在甘油脱水酶的催化作用下脱水生成2-羟基丙酮,该物质可与MH7.0、37℃的条件下,色反应,因此甘油脱水酶的酶活可以通过终点法测定。首先在p底物、酶与辅0min,BTH在305nm处与2-共反应1接着加入柠檬酸钾缓冲液以终止反应,然后加入的M羟酶B12BTH显色法并不能直接用来测甘油脱水酶酶活,基丙酮发生显色反应。但是M这是因为甘油脱水酶in,2-受甘油的影响,在3m之内完全丧失酶活。由于甘油脱水酶催化1丙二醇与甘油这两种底物的in终点法来测甘油脱水酶的酶活,反应速率呈正相关,因此可采用3个1m即在加入辅酶B起始反12in、2minin内终止反应,,2-.41,应后的1m和3m并测量1丙二醇与甘油的反应速率,两者比值为1MBTH的摩尔吸光系数为13.22L/mmol/cm.Forge根据以上原因,等推导所得酶活计算公式为:U/ml)=0.53×A甘油脱水酶活力单位(3051.7.3 1,3-,3-丙二醇氧化还原酶的酶丙二醇氧化还原酶酶活的测定 采用分光光度法检测1[18,19],.5mL,5mmol/L(NH)SO、1mol/LFe(NH)活测定该酶活的反应液总体积为1包括2μ42442(SO)、0.1mol/L的PDO、1.2mmol/LNAD以及适量保存于0.1mol/LKCOpH9.8)中的4223缓冲液(0℃、340nm处测量1minU)待测液。用紫外分光光度计在3内的吸光度值。1个酶活单位(的定义inmol是指在该条件下1m内消耗1μ底物所需要的酶量。PDOR活力的计算方法:PDOR活力单位(U/mL)=D×V×(/)/L×v△A△tε×D指稀释倍数;V指1.5mL的总体积;v.06mL的样品体积;NADH在指0ε指摩尔吸光系数,340nm.22;L.1cm光径的比色杯;/D变化值。处的毫摩尔消光系数为6指0△A△t指单位时间内的OPDOR的作用是将还原3-3-Hydroxypropionaldehyde,3-HPA)DO,羟基丙醛(生成P由于3-HPA极不稳定,anielitrobacterfreundii因此采用逆反应方法测量该酶活力。D等研究发现,来自菌种CDOR还原丙醛反应的速率是还原3-HPA的21%.Forage等研究发现,.pneumoniae的的P来自KPDOR对丙醛的还原与对PDO的氧化反应速率比为0.83.DO的反应速率,由此采用测定P利用转化0.83/0.21=3.95,DOR的活力。来计算得到P因数:1,3-U/mL)=31.76×丙二醇氧化还原酶酶活力单位(△A/△t1.8 甘油对红曲菌发酵过程中碳源代谢关键酶酶活的影响1.8.1 β-D-ON半乳糖苷酶酶活的测定 β-半乳糖苷酶能够水解邻硝基苯β-半乳吡喃糖苷(PG),NPG发生糖苷键断裂,ONP)D-主要是在酶的作用下O生成黄色的邻-硝基苯酚(和β-吡喃NP的含量与其颜色深浅与呈正比,20nm处测定ONP半乳糖,由于O因此可用紫外分光光度计,于4

的吸光度值[20]。L2mg/mL的ONPG作为底物,7℃下预热10min,首先取1m在3然后在底物中加入粗酶液1mL,37℃下保温25min,L、0.15mol/L的碳酸钠溶液终止酶和底物的反应,20nm接着加入5m于4[21]U)in释放处测定待测产物的吸光度值。1个酶活单位(的定义是指在1L的总体系内反应1m1μmolONPNP溶液计算所得,ONP校正曲线如图1.所需要的酶量。标准校正曲线由已知浓度的Oy=1.0442x+0.0201,R=0.999.该方程式如下:D×C×7Y=酶活力计算公式为:T×10Y指酶活力/(U/L);D指稀释倍数;C指ONP的浓度/(mol/L);7指反应体积/mL;T指反应时μmin;10指总的样品体积/mL.间/2 ONP校准曲线图11.8.2 葡萄糖激酶酶活的测定 采用分光光度法检测葡萄糖激酶的酶活,1.6mL的反应体系包括:22]0.8mL的ATP溶液、0.8mL的NADP溶液和0.8mL的氯化镁溶液[。三(羟甲基)氨基甲烷溶液、.2mL的反应体系,6μL的G-6-PDH和100μL的待测液,首先取3然后加入5混合为溶液①,接着.8mL的葡萄糖溶液,5℃条件下保温5min,将溶液①与0分别在2最后将二者混合(总体积为4.156mL),40nm处测定的吸光度值。用紫外分光光度计于3酶活力计算U/mL)=(V/×K)/(VL)△A△tε×酶活力单位(T×S×K指样品稀释倍数;V.156mL的总体积,.078;其中,本实验中为2T指4V.1mL的样品体积;:NADH在340nm处的毫摩尔消光系数为6.22;L指ε摩尔吸光系数,S指01cm的光径比色杯;/△A△t指每分钟吸光度变化值。U/mL)=6.68×/葡萄糖激酶酶活力单位(△A△t2 结果与分析2.1 甘油对发酵液pH、体积的影响H及体积的影响,检测甘油对发酵液p每3d取样1次,结果如图2和图3所示。    甘油对发酵液pH的影响       图3 甘油对发酵液体积的影响图2

4种培养基发酵液pH在3.5~7.5之间。发酵至第6d0g/L和由图2可知,开始,甘油浓度为4160g/L的处理发酵液pH均低于对照和甘油浓度为1g/L的发酵液pH.主要是由于红曲菌利用甘油后产生了小分子酸酸[2][23]。在发酵过程中,H的上升可能与MPs发酵液p本身具有碱性及极性有关。H可反应红曲菌对碳源的利用情况,通过监测发酵液的p因红曲菌在利用碳源过程中可产生小分子[2]。由图3可知,随着发酵时间的延长,发酵液体积逐渐减少,且添加甘油的处理,所得发酵液体积大于对照。发酵液体积下降主要是因为发酵前期红曲菌生长代谢旺盛,对水分消耗量较大,且菌丝体中0%)。发酵过程中出现发酵液体积轻微上升可能是因为菌丝体自溶造成的含水量较高(约为8通过监测发酵液的体积,可以从侧面了解红曲菌的生长情况,也是对已有研究结果的验证。2.2 甘油对红曲菌发酵过程中甘油代谢关键酶酶活的影响2.2.1 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱氢酶酶活的影响 采用分光光度法检测发酵过程中甘油对每3d取样1次,结果如图4所示。红曲菌发酵过程中甘油脱氢酶酶活的影响,[24]。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱氢酶酶活的影响图4p<0.05),由图4可知,胞外酶活显著低于胞内酶活(说明甘油脱氢酶主要存在于胞内,这与已[18,25]。由图4B可知,,/L和40g/L的处理胞内有的文献报道相符发酵过程的前9d甘油浓度为1g60g/L的处理中甘油脱氢酶酶活。发酵至第9d以后甘油浓度为酶活高于对照和甘油浓度为1160g/L/L和的处理所得甘油脱氢酶的酶活最高。推测在红曲菌生长前期,培养基中甘油浓度为1g40g/L60g/L可造成培养可促进红曲菌的生长及代谢,促使甘油脱氢酶酶活增加。而甘油浓度达1[26]基渗透压过高,造成红曲菌生长缓慢,红曲菌对甘油的利用速率也较慢,使得发酵前期甘油脱氢酶的酶活较低。随着发酵时间的延长,甘油逐渐被红曲菌利用而浓度下降,此时红曲菌加速对甘油的利用促使酶活增加。另外,由于甘油脱氢酶是甘油转化为生物量或进入氧化代谢途径的关键酶,该酶活[27]的变化反映了红曲菌对培养基中甘油浓度变化的响应。2.2.2 甘油对红曲菌发酵过程中1,3-丙二醇氧化还原酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油,3-对红曲菌发酵过程中1丙二醇氧化还原酶酶活的影响,每3d取样1次,结果如图5所示。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中1,3-图5丙二醇氧化还原酶酶活的影响

1,3-p<0.05),由图5可知,丙二醇氧化还原酶在胞外的酶活显著低于胞内酶活(说明甘油脱[18,25]。由图5B可知,,氢酶主要存在于胞内,这与已有的文献报道相符在发酵前6d对照和甘油浓/L的处理中1,3-0g/L的处理所得酶活;,度为1g丙二醇氧化还原酶酶活低于甘油浓度为4从第9d/L的处理所得酶活高于甘油浓度为40g/L和160g/L处理酶活。对照和甘油浓度为1g1,3-微生物对甘油的代谢主要通过氧化和还原两条路径进行,丙二醇氧化还原酶是还原路径中,3-在发酵早期即第3d红曲菌在不同浓度甘油的培养基中1丙二醇氧的关键酶。结合图5的结果,化还原酶酶活也不同。说明红曲菌通过还原路径代谢甘油时,对甘油浓度较为敏感,致使发酵前期,40g/L和160g/L)/L甘油处理的酶活。随着发酵进程高浓度甘油(处理中胞内酶活高于对照和1g的延长,高浓度甘油产生的渗透胁迫对红曲菌生长有一定的抑制,造成后续发酵过程中甘油浓度达[26]160g/L的处理中1,3-0g/L时,丙二醇还原酶活低于其它处理。当培养基中甘油浓度为4甘油[8],3-可促进红曲菌生长,故1丙二醇氧化还原酶的酶活在发酵的前6d处于较高水平。2.2.3 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱水酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱水酶酶活的影响,每3d取样1次,结果如图6所示。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱水酶酶活的影响图6由图6可知,甘油脱水酶在胞外的酶活与胞内的酶活相差不大,但胞外酶活普遍高于胞内酶活。,由图6A可知,发酵过程的前6d甘油脱水酶的酶活与甘油添加量呈负相关。发酵至第9d及以后,甘油脱水酶的酶活与培养基中甘油浓度基本呈正相关。由图6B可知,对照所得胞内甘油脱水酶酶p>0.05)。甘油对红曲菌胞内甘油脱水酶酶活无显著影响(活在整个发酵过程均高于其它处理组,由此推测,红曲菌在利用甘油过程中,将所产生的甘油脱水酶分泌至胞外,首先将甘油转化为3-羟3-HPA),,3-3-HPA可生成1,3-PDO)。结基丙醛(后在1丙二醇氧化还原酶的作用下,丙二醇(,1,3-发酵至9d以后,丙二醇氧化还原酶均较低,即甘油代谢的还原路径受阻,造成甘油脱合图5B促使甘油脱水酶酶活升高。水酶的积聚,2.3 甘油对红曲菌发酵过程中碳源代谢关键酶酶活的影响2.3.1 甘油对红曲菌发酵过程中葡萄糖激酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油对红曲菌发酵每3d取样1次,结果如图7所示。过程中葡萄糖激酶酶活的影响,     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中葡萄糖激酶酶活的影响图7

由图7可知,葡萄糖激酶的胞内酶活高于胞外酶活,说明葡萄糖激酶主要存在于胞内。由图7B,/L时所得葡萄糖激酶的酶活最高;2d时,可知,发酵第3d甘油浓度为1g第6d和第1甘油浓度为40g/L的处理中葡萄糖激酶的酶活最高;5d第9d时,对照所得葡萄糖激酶的酶活最高;第1时,甘油60g/L的处理所得葡萄糖激酶的酶活最高。浓度为1甘油代谢相关酶受到各种碳源的协同抑制,其中葡萄糖作用最强,而葡萄糖只能被葡萄糖激酶催6-磷酸。该研究所用培养基中的蔗糖必须水解成葡萄糖和果糖才能被红曲菌利用。化为葡萄糖-1g/L)由此可知,低浓度甘油(可刺激红曲菌对碳源的快速利用,致使葡萄糖激酶酶活在发酵早期较随着甘油浓度的增加,葡萄糖激酶酶活达到最高的时间点延迟,说明红曲菌生长及利用碳源的速高;率受到甘油浓度的影响[8,28]。2.3.2 甘油对红曲菌发酵过程中β-半乳糖苷酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油对红曲菌发酵过程中β-半乳糖苷酶酶活的影响,每3d取样1次,结果如图8所示。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中β-图8半乳糖苷酶酶活的影响由图8可知,β-半乳糖苷酶在胞外与胞内的酶活相差不大,这与文献报道的丝状真菌产生的β[29]-半乳糖苷酶多是胞外酶,也有胞内酶结论基本相符。β-半乳糖苷酶催化转糖基反应的效率可受动力学控制,低聚半乳糖作为其产物可作为糖苷水解酶的底物。若允许该酶反应继续进行,所有的[30]随着发酵时间的增加,低聚半乳糖和乳糖最终可水解为半乳糖和葡萄糖等单糖。由图8A可知,葡萄糖和半乳糖的转化率逐渐增加[31],故β-半乳糖苷酶的酶活呈现上升的趋势。由图8B可知,,,0g/L的处理所得β-发酵前3d对照所得β-半乳糖苷酶的酶活最高;发酵第6d甘油浓度为4半,2d,0g/L和160g/L的乳糖苷酶酶活最高;发酵第9d各处理酶活基本相同;发酵第1甘油浓度为40g/L时能够促进β-处理所得β-半乳糖苷酶的酶活最高。由此,甘油浓度为4半乳糖苷酶的产生。3 小结在合成培养基中考察甘油浓度对甘油及碳源代谢关键酶酶活的影响。甘油可影响红曲菌发酵液H,H降低且处于酸性环境,的p即添加甘油可使红曲菌发酵液p更利于红曲菌生长。调整培养基中40g/L)1g/L),)甘油至中等浓度(或低浓度(可在发酵前期(发酵过程的前9d促使红曲菌分泌较多160g/L),的甘油及碳源代谢关键酶;当培养基中甘油浓度较高(则可刺激红曲菌在发酵后期(9~15d)分泌较多甘油及碳源代谢关键酶类。该研究结果可为后续研究甘油对红曲菌生长如因甘油造成的生长迟滞期、红曲菌二次生长、红曲菌代谢产物产量及种类变化等提供理论依据。参考文献:[1]ChenW,HeY,ZhouY,etal.EdiblefilamentousfungifromthespeciesMonascus:earlytraditionalfermentations,modernmolecularbiology,andfuturegenomics[J].ComprRevFoodSci,2015,14(5):555~567.[2]M].2003.李钟庆,郭芳.红曲菌的形态与分类学[北京:中国轻工业出版社,[3]ChenW,ChenR,LiuQ,etal.Orange,red,yellow:biosynthesisofazaphilonepigmentsinMonascusfungi[J].ChemSci,

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2024年2月15日发(作者:浑盼夏)

1卷第4第1期湖北师范大学学报(自然科学版)JournalofHubeiNormalUniversity(NaturalScience)Vol41No1,2021甘油对红曲菌甘油及碳源代谢关键酶酶活的影响1,2,3,41,2,3,41,2,3,41,2,3,41,2,3,41,2,3,4,,,,,石 佳赵 薇鲁 瑾王文娟余 翔冯艳丽(1.特色野菜良种繁育与综合利用技术湖北省工程研究中心,35002;湖北黄石 4  2.湖北师范大学食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室,35002;湖北黄石 43.湖北师范大学生命科学学院,35002;湖北黄石 44.湖北师范大学生物学国家级实验教学示范中心,35002)湖北黄石 4Monascuspilosus)MS-1为实验菌株,摘要:以丛毛红曲菌(考察合成培养基中甘油浓度对红曲菌碳源及甘H均在3.5~7.5之间,油代谢关键酶酶活的影响。结果表明,发酵过程中各处理发酵液p且呈先降后升趋,/L和40g/L的处理中甘油及碳发酵液体积呈下降趋势。在发酵的前9d普遍表现为甘油浓度为1g势,60g/L的处理中相关酶活,源代谢关键酶酶活高于对照及甘油浓度为1在发酵后期则普遍出现相反的现进而影响红曲菌生长及代谢产物产生。该研究结象。甘油可影响红曲菌的碳源及甘油代谢关键酶酶活,果可为深入探讨甘油影响红曲菌代谢产物产生的分子机制奠定基础。关键词:红曲菌;甘油;红曲色素;碳源代谢;关键酶Q939.97  文献标志码:A  文章编号:2096-3149(2021)01-0017-09中图分类号:doi:10.3969/j.issn.2096-3149.2021.01.0030 前言Monascusspp.),红曲菌(又称红曲霉,是我国重要的药食同源微生物,其淀粉质原料的发酵产1,2]——红曲在我国有2000多年的应用历史[。红曲菌在工业生活的应用主要是红曲色素(Monas品—[3]pigments,MPs)Pscus的应用。M在食品工业主要用于发酵豆制品、红曲米酒及干制鱼、肉制品等的着色[5][6],Ps保健食品、替代肉品加工中的部分亚硝酸盐等。在生产M的过程中发现,甘油可促[7~9]Ps,。进红曲菌产生M但其作用机制不明确[4]甘油可作为碳源用于微生物发酵,但不同微生物对甘油的代谢和利用也不同。已有研究表明,以MPs(MonacolinK,MK)蔗糖为主要碳源时添加甘油可促进红曲菌生长、和莫纳可林K的产生,且甘[8~10]PsK关键基因的表达,。甘油代谢主要涉及4油可影响红曲菌合成M和M但具体机制并不清楚Glyceroldehydrogenase,GDH)、Glyceroldehydratase,GDHt)、种酶,分别是甘油脱氢酶(甘油脱水酶(二Dihydroxyacetonekinase,DHAK),3-1,3-propanedioldehy羟基丙酮激酶(和1丙二醇氧化还原酶(11,12]drogenase,PDOR)[。近年来,有关碳源对微生物代谢的影响也有大量报道,主要包括碳源对微生物代谢产物的影响及与碳源代谢相关基因的研究等,未见甘油影响红曲菌碳源代谢的相Ps分析了甘油对红曲菌产M的影响,还对影响红曲菌代谢产关研究。课题组在合成培养基条件下,物产生的碳源选择性进行了研究[10][13,14][15,16]。然而,甘油对红曲菌碳源代谢的影响效应并不清楚。本研究从甘油代谢途径和红曲菌碳源代谢途径涉及关键酶的酶活探讨甘油对红曲菌发酵过程的DH、GDHt、DHAK和PDOR,DH、GDHt、影响。甘油代谢主要涉及4种酶,分别是G但通常仅监测GPDOR的酶活。红曲菌碳源代谢涉及的酶主要是β-半乳糖苷酶和葡萄糖激酶。本研究主要在前期2020-08-18收稿日期:D20192502),基金项目:湖北省教育厅科研计划项目重点项目(食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室开放基金(EWPL201807),2019CZ07)湖北师范大学科研创新团队项目(1998— ),作者简介:石 佳(女,山西晋中人,在读硕士研究生,研究方向为食品微生物.1981— ),E-mail:fengyanli@hbnu.edu.cn.通讯作者:冯艳丽(女,河南周口人,副教授,博士,硕士生导师,研究方向为食品发酵,

,探讨在合成培养基条件下,甘油对红曲菌甘油及碳源代谢关键酶酶活的影响,为后续开展红曲菌利用甘油及甘油影响红曲菌代谢产物产生的分子机制提供依据。研究的基础上[10]1 材料与方法1.1 实验材料M.pilosus)MS-1(CCTCCM2013295,丛毛红曲菌(中国典型培养物保藏中心)是从市售红曲PsK且不产桔霉素的菌株。土豆等均为市售。产品中分离获得的可高产M及M1.2 仪器设备FSH-2型可调高速电动匀浆器,UV1900型紫外分光光度计,金坛市江南仪器厂;日本岛津公5427R型台式高速离心机,ppandorf;HZQ-F16型振荡培养箱,德国e哈尔滨市东联电子技术开发司;有限公司。其余设备均为常规小型实验室设备。1.3 试剂及溶液MgSO·7HO、KCl、FeSO、NaOH、KHPO·3HO、KHPO、葡萄糖、蔗糖、甘油、盐酸、乙酸钠、盐424242242苯并噻唑酮腙(MBTH)、(NH)SO、Fe(NH)(SO)、KCO、KHCO、1,2-酸3-甲基-丙二醇、42442422331,3-PDO)、NaHPO·2HO、NaHPO·12HO、NaCO、柠檬酸钾、柠檬酸、酚试剂、丙二醇(三(羟24224223ris-HClgCl甲基)氨基甲烷T及M琼脂粉、烟酰胺腺嘌呤二核苷2均为国产分析纯试剂。谷氨酸钠、(NAD)、NADP)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(及辅酶B均为国产生物试剂。二硫苏糖醇、邻-硝酸、12D-ATP)6-基苯酚、邻硝基苯β-半乳吡喃糖苷、腺苷三磷酸(和葡萄糖-磷酸脱氢酶均为高级纯,6-G-6-PDH)ATP)CmEI,其中二硫苏糖醇、葡萄糖-磷酸脱氢酶(和腺苷三磷酸(生产商为B其余为国产试剂。1.4 培养基3PDA培养基:00gm),00mL蒸馏水煮沸30min.将2马铃薯去皮切块(约2c加入10冷却后过00mL.0g0gH.滤,滤液加蒸馏水补足至10加入2葡萄糖搅拌均匀。加入2琼脂至充分溶解,自然p500mL,1×10Pa0min.分装至茄形瓶中,每瓶1灭菌20g/L,10g/L谷氨酸钠,0.0007mol/LMgSO·7HO,1g/LKHPO,0.5g/L发酵培养基:蔗糖642245,0.05g/LFeSO,H为6.0,1×10Pa0min.KCl调节p灭菌241.5 孢子悬液的制备及红曲液态发酵DA斜面在28℃培养10d,0mL无菌水。用无菌接种铲刮取孢子,接种红曲菌的P加入1将孢子60cfu/mL.0mL培悬液滤入装有玻璃珠的无菌锥形瓶中。调整孢子浓度为1将孢子悬液接入装有550mL三角瓶中,0%(v/v)。在30℃、130r/min培养3d后调整温度为25℃,养基的2接种量为15d.继续培养至11.6 红曲菌液态发酵产物中粗酶液的制备[10]g/L、40g/L和160g/L,结合前期研究基础,分别将发酵培养基中甘油浓度调整至1接种量及1.5孢子悬液的制备及红曲液态发酵”,,培养条件同“每隔3d取样(每个处理取出3瓶进行分析)检1,3-5d测甘油脱氢酶、丙二醇氧化还原酶、甘油脱水酶、β-半乳糖苷酶、葡萄糖激酶酶活,至第1(。设置3个平行)0mmol/L磷酸钾缓冲液(pH7.0,粗酶液的制备:过滤发酵液,将收集到的菌丝体保存在5含有2mmol/L,,二硫苏糖醇)中,然后用组织匀浆机(每次6s间歇3s共进行3次)进行破碎,释放胞内酶,00r/min0min,最后在80条件下离心1所得上清液即为胞内酶粗提液,该粗酶液用于后续实验中酶活分析。采用过滤后的发酵液测定胞外酶的酶活。1.7 甘油对红曲菌发酵过程中甘油代谢关键酶酶活的影响17]1.7.1 甘油脱氢酶酶活的测定 采用分光光度法测定甘油脱氢酶的酶活[,该反应液总体积为1.5mL,5mmol/L(NH)SO、1μmol/LFe(NH)(SO)、0.2mol/L甘油、1.2mmol/LNAD包括24244242

.1mol/LKCOpH9.8)0℃,340以及适量保存于0中的待测液。用紫外分光光度计于323缓冲溶液(nm波长下,in内的吸光度值。1个酶活单位(U)in内消耗1测定1m的定义是指在该条件下1mmolμ底物所需要的酶量。酶活计算公式如下:U/mL)=(V/×K)/(VL)酶活力单位(△A△tε×T×S×K指样品稀释倍数;V.5mL的总体积;V.06mL的样品体积;其中,ε指摩尔吸光系T指1S指0NADH在340nm处的毫摩尔消光系数为6.22;Lm光径的比色杯;/in内变化数,指1c△A△t指1m的吸光度值。U/mL)=8.04×/甘油脱氢酶酶活力单位(△A△t1.7.2 甘油脱水酶酶活的测定 采用分光光度法检测甘油脱水酶的酶活,因甘油脱水酶的反应需依[18],L的反应液:KCl50mmol/L、1,2赖易见光分解的辅酶B测定该酶活须在避光条件下进行。1m12.2mol/L、5μM、pH7.0)0.035mol/L和适量细胞抽提液。首先-丙二醇0辅酶B磷酸钾缓冲液(1217℃下保温10min,L的0.1mol/L柠檬酸钾缓冲液(pH3.6).5mL的0.1%在3然后加入1m和0MBTH(2苯并噻唑酮腙)7℃下保温15min,L的蒸馏水,盐酸3-甲基-溶液,然后在3最后加入1m05nm处测定1minU)用紫外分光光度计于3内的吸光度值。1个酶活单位(的定义是指在上述条件inmol1,3-下1m内生成1μ丙二醇所需的酶量。BTH发生显酶活力计算:甘油在甘油脱水酶的催化作用下脱水生成2-羟基丙酮,该物质可与MH7.0、37℃的条件下,色反应,因此甘油脱水酶的酶活可以通过终点法测定。首先在p底物、酶与辅0min,BTH在305nm处与2-共反应1接着加入柠檬酸钾缓冲液以终止反应,然后加入的M羟酶B12BTH显色法并不能直接用来测甘油脱水酶酶活,基丙酮发生显色反应。但是M这是因为甘油脱水酶in,2-受甘油的影响,在3m之内完全丧失酶活。由于甘油脱水酶催化1丙二醇与甘油这两种底物的in终点法来测甘油脱水酶的酶活,反应速率呈正相关,因此可采用3个1m即在加入辅酶B起始反12in、2minin内终止反应,,2-.41,应后的1m和3m并测量1丙二醇与甘油的反应速率,两者比值为1MBTH的摩尔吸光系数为13.22L/mmol/cm.Forge根据以上原因,等推导所得酶活计算公式为:U/ml)=0.53×A甘油脱水酶活力单位(3051.7.3 1,3-,3-丙二醇氧化还原酶的酶丙二醇氧化还原酶酶活的测定 采用分光光度法检测1[18,19],.5mL,5mmol/L(NH)SO、1mol/LFe(NH)活测定该酶活的反应液总体积为1包括2μ42442(SO)、0.1mol/L的PDO、1.2mmol/LNAD以及适量保存于0.1mol/LKCOpH9.8)中的4223缓冲液(0℃、340nm处测量1minU)待测液。用紫外分光光度计在3内的吸光度值。1个酶活单位(的定义inmol是指在该条件下1m内消耗1μ底物所需要的酶量。PDOR活力的计算方法:PDOR活力单位(U/mL)=D×V×(/)/L×v△A△tε×D指稀释倍数;V指1.5mL的总体积;v.06mL的样品体积;NADH在指0ε指摩尔吸光系数,340nm.22;L.1cm光径的比色杯;/D变化值。处的毫摩尔消光系数为6指0△A△t指单位时间内的OPDOR的作用是将还原3-3-Hydroxypropionaldehyde,3-HPA)DO,羟基丙醛(生成P由于3-HPA极不稳定,anielitrobacterfreundii因此采用逆反应方法测量该酶活力。D等研究发现,来自菌种CDOR还原丙醛反应的速率是还原3-HPA的21%.Forage等研究发现,.pneumoniae的的P来自KPDOR对丙醛的还原与对PDO的氧化反应速率比为0.83.DO的反应速率,由此采用测定P利用转化0.83/0.21=3.95,DOR的活力。来计算得到P因数:1,3-U/mL)=31.76×丙二醇氧化还原酶酶活力单位(△A/△t1.8 甘油对红曲菌发酵过程中碳源代谢关键酶酶活的影响1.8.1 β-D-ON半乳糖苷酶酶活的测定 β-半乳糖苷酶能够水解邻硝基苯β-半乳吡喃糖苷(PG),NPG发生糖苷键断裂,ONP)D-主要是在酶的作用下O生成黄色的邻-硝基苯酚(和β-吡喃NP的含量与其颜色深浅与呈正比,20nm处测定ONP半乳糖,由于O因此可用紫外分光光度计,于4

的吸光度值[20]。L2mg/mL的ONPG作为底物,7℃下预热10min,首先取1m在3然后在底物中加入粗酶液1mL,37℃下保温25min,L、0.15mol/L的碳酸钠溶液终止酶和底物的反应,20nm接着加入5m于4[21]U)in释放处测定待测产物的吸光度值。1个酶活单位(的定义是指在1L的总体系内反应1m1μmolONPNP溶液计算所得,ONP校正曲线如图1.所需要的酶量。标准校正曲线由已知浓度的Oy=1.0442x+0.0201,R=0.999.该方程式如下:D×C×7Y=酶活力计算公式为:T×10Y指酶活力/(U/L);D指稀释倍数;C指ONP的浓度/(mol/L);7指反应体积/mL;T指反应时μmin;10指总的样品体积/mL.间/2 ONP校准曲线图11.8.2 葡萄糖激酶酶活的测定 采用分光光度法检测葡萄糖激酶的酶活,1.6mL的反应体系包括:22]0.8mL的ATP溶液、0.8mL的NADP溶液和0.8mL的氯化镁溶液[。三(羟甲基)氨基甲烷溶液、.2mL的反应体系,6μL的G-6-PDH和100μL的待测液,首先取3然后加入5混合为溶液①,接着.8mL的葡萄糖溶液,5℃条件下保温5min,将溶液①与0分别在2最后将二者混合(总体积为4.156mL),40nm处测定的吸光度值。用紫外分光光度计于3酶活力计算U/mL)=(V/×K)/(VL)△A△tε×酶活力单位(T×S×K指样品稀释倍数;V.156mL的总体积,.078;其中,本实验中为2T指4V.1mL的样品体积;:NADH在340nm处的毫摩尔消光系数为6.22;L指ε摩尔吸光系数,S指01cm的光径比色杯;/△A△t指每分钟吸光度变化值。U/mL)=6.68×/葡萄糖激酶酶活力单位(△A△t2 结果与分析2.1 甘油对发酵液pH、体积的影响H及体积的影响,检测甘油对发酵液p每3d取样1次,结果如图2和图3所示。    甘油对发酵液pH的影响       图3 甘油对发酵液体积的影响图2

4种培养基发酵液pH在3.5~7.5之间。发酵至第6d0g/L和由图2可知,开始,甘油浓度为4160g/L的处理发酵液pH均低于对照和甘油浓度为1g/L的发酵液pH.主要是由于红曲菌利用甘油后产生了小分子酸酸[2][23]。在发酵过程中,H的上升可能与MPs发酵液p本身具有碱性及极性有关。H可反应红曲菌对碳源的利用情况,通过监测发酵液的p因红曲菌在利用碳源过程中可产生小分子[2]。由图3可知,随着发酵时间的延长,发酵液体积逐渐减少,且添加甘油的处理,所得发酵液体积大于对照。发酵液体积下降主要是因为发酵前期红曲菌生长代谢旺盛,对水分消耗量较大,且菌丝体中0%)。发酵过程中出现发酵液体积轻微上升可能是因为菌丝体自溶造成的含水量较高(约为8通过监测发酵液的体积,可以从侧面了解红曲菌的生长情况,也是对已有研究结果的验证。2.2 甘油对红曲菌发酵过程中甘油代谢关键酶酶活的影响2.2.1 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱氢酶酶活的影响 采用分光光度法检测发酵过程中甘油对每3d取样1次,结果如图4所示。红曲菌发酵过程中甘油脱氢酶酶活的影响,[24]。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱氢酶酶活的影响图4p<0.05),由图4可知,胞外酶活显著低于胞内酶活(说明甘油脱氢酶主要存在于胞内,这与已[18,25]。由图4B可知,,/L和40g/L的处理胞内有的文献报道相符发酵过程的前9d甘油浓度为1g60g/L的处理中甘油脱氢酶酶活。发酵至第9d以后甘油浓度为酶活高于对照和甘油浓度为1160g/L/L和的处理所得甘油脱氢酶的酶活最高。推测在红曲菌生长前期,培养基中甘油浓度为1g40g/L60g/L可造成培养可促进红曲菌的生长及代谢,促使甘油脱氢酶酶活增加。而甘油浓度达1[26]基渗透压过高,造成红曲菌生长缓慢,红曲菌对甘油的利用速率也较慢,使得发酵前期甘油脱氢酶的酶活较低。随着发酵时间的延长,甘油逐渐被红曲菌利用而浓度下降,此时红曲菌加速对甘油的利用促使酶活增加。另外,由于甘油脱氢酶是甘油转化为生物量或进入氧化代谢途径的关键酶,该酶活[27]的变化反映了红曲菌对培养基中甘油浓度变化的响应。2.2.2 甘油对红曲菌发酵过程中1,3-丙二醇氧化还原酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油,3-对红曲菌发酵过程中1丙二醇氧化还原酶酶活的影响,每3d取样1次,结果如图5所示。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中1,3-图5丙二醇氧化还原酶酶活的影响

1,3-p<0.05),由图5可知,丙二醇氧化还原酶在胞外的酶活显著低于胞内酶活(说明甘油脱[18,25]。由图5B可知,,氢酶主要存在于胞内,这与已有的文献报道相符在发酵前6d对照和甘油浓/L的处理中1,3-0g/L的处理所得酶活;,度为1g丙二醇氧化还原酶酶活低于甘油浓度为4从第9d/L的处理所得酶活高于甘油浓度为40g/L和160g/L处理酶活。对照和甘油浓度为1g1,3-微生物对甘油的代谢主要通过氧化和还原两条路径进行,丙二醇氧化还原酶是还原路径中,3-在发酵早期即第3d红曲菌在不同浓度甘油的培养基中1丙二醇氧的关键酶。结合图5的结果,化还原酶酶活也不同。说明红曲菌通过还原路径代谢甘油时,对甘油浓度较为敏感,致使发酵前期,40g/L和160g/L)/L甘油处理的酶活。随着发酵进程高浓度甘油(处理中胞内酶活高于对照和1g的延长,高浓度甘油产生的渗透胁迫对红曲菌生长有一定的抑制,造成后续发酵过程中甘油浓度达[26]160g/L的处理中1,3-0g/L时,丙二醇还原酶活低于其它处理。当培养基中甘油浓度为4甘油[8],3-可促进红曲菌生长,故1丙二醇氧化还原酶的酶活在发酵的前6d处于较高水平。2.2.3 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱水酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱水酶酶活的影响,每3d取样1次,结果如图6所示。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中甘油脱水酶酶活的影响图6由图6可知,甘油脱水酶在胞外的酶活与胞内的酶活相差不大,但胞外酶活普遍高于胞内酶活。,由图6A可知,发酵过程的前6d甘油脱水酶的酶活与甘油添加量呈负相关。发酵至第9d及以后,甘油脱水酶的酶活与培养基中甘油浓度基本呈正相关。由图6B可知,对照所得胞内甘油脱水酶酶p>0.05)。甘油对红曲菌胞内甘油脱水酶酶活无显著影响(活在整个发酵过程均高于其它处理组,由此推测,红曲菌在利用甘油过程中,将所产生的甘油脱水酶分泌至胞外,首先将甘油转化为3-羟3-HPA),,3-3-HPA可生成1,3-PDO)。结基丙醛(后在1丙二醇氧化还原酶的作用下,丙二醇(,1,3-发酵至9d以后,丙二醇氧化还原酶均较低,即甘油代谢的还原路径受阻,造成甘油脱合图5B促使甘油脱水酶酶活升高。水酶的积聚,2.3 甘油对红曲菌发酵过程中碳源代谢关键酶酶活的影响2.3.1 甘油对红曲菌发酵过程中葡萄糖激酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油对红曲菌发酵每3d取样1次,结果如图7所示。过程中葡萄糖激酶酶活的影响,     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中葡萄糖激酶酶活的影响图7

由图7可知,葡萄糖激酶的胞内酶活高于胞外酶活,说明葡萄糖激酶主要存在于胞内。由图7B,/L时所得葡萄糖激酶的酶活最高;2d时,可知,发酵第3d甘油浓度为1g第6d和第1甘油浓度为40g/L的处理中葡萄糖激酶的酶活最高;5d第9d时,对照所得葡萄糖激酶的酶活最高;第1时,甘油60g/L的处理所得葡萄糖激酶的酶活最高。浓度为1甘油代谢相关酶受到各种碳源的协同抑制,其中葡萄糖作用最强,而葡萄糖只能被葡萄糖激酶催6-磷酸。该研究所用培养基中的蔗糖必须水解成葡萄糖和果糖才能被红曲菌利用。化为葡萄糖-1g/L)由此可知,低浓度甘油(可刺激红曲菌对碳源的快速利用,致使葡萄糖激酶酶活在发酵早期较随着甘油浓度的增加,葡萄糖激酶酶活达到最高的时间点延迟,说明红曲菌生长及利用碳源的速高;率受到甘油浓度的影响[8,28]。2.3.2 甘油对红曲菌发酵过程中β-半乳糖苷酶酶活的影响 采用分光光度法检测甘油对红曲菌发酵过程中β-半乳糖苷酶酶活的影响,每3d取样1次,结果如图8所示。     A胞外酶活                 B胞内酶活 甘油对红曲菌发酵过程中β-图8半乳糖苷酶酶活的影响由图8可知,β-半乳糖苷酶在胞外与胞内的酶活相差不大,这与文献报道的丝状真菌产生的β[29]-半乳糖苷酶多是胞外酶,也有胞内酶结论基本相符。β-半乳糖苷酶催化转糖基反应的效率可受动力学控制,低聚半乳糖作为其产物可作为糖苷水解酶的底物。若允许该酶反应继续进行,所有的[30]随着发酵时间的增加,低聚半乳糖和乳糖最终可水解为半乳糖和葡萄糖等单糖。由图8A可知,葡萄糖和半乳糖的转化率逐渐增加[31],故β-半乳糖苷酶的酶活呈现上升的趋势。由图8B可知,,,0g/L的处理所得β-发酵前3d对照所得β-半乳糖苷酶的酶活最高;发酵第6d甘油浓度为4半,2d,0g/L和160g/L的乳糖苷酶酶活最高;发酵第9d各处理酶活基本相同;发酵第1甘油浓度为40g/L时能够促进β-处理所得β-半乳糖苷酶的酶活最高。由此,甘油浓度为4半乳糖苷酶的产生。3 小结在合成培养基中考察甘油浓度对甘油及碳源代谢关键酶酶活的影响。甘油可影响红曲菌发酵液H,H降低且处于酸性环境,的p即添加甘油可使红曲菌发酵液p更利于红曲菌生长。调整培养基中40g/L)1g/L),)甘油至中等浓度(或低浓度(可在发酵前期(发酵过程的前9d促使红曲菌分泌较多160g/L),的甘油及碳源代谢关键酶;当培养基中甘油浓度较高(则可刺激红曲菌在发酵后期(9~15d)分泌较多甘油及碳源代谢关键酶类。该研究结果可为后续研究甘油对红曲菌生长如因甘油造成的生长迟滞期、红曲菌二次生长、红曲菌代谢产物产量及种类变化等提供理论依据。参考文献:[1]ChenW,HeY,ZhouY,etal.EdiblefilamentousfungifromthespeciesMonascus:earlytraditionalfermentations,modernmolecularbiology,andfuturegenomics[J].ComprRevFoodSci,2015,14(5):555~567.[2]M].2003.李钟庆,郭芳.红曲菌的形态与分类学[北京:中国轻工业出版社,[3]ChenW,ChenR,LiuQ,etal.Orange,red,yellow:biosynthesisofazaphilonepigmentsinMonascusfungi[J].ChemSci,

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