徐若烊,王大慧,许宏庆,卫功元

(苏州大学基础医学与生物科学学院,江苏苏州 215123)

S-腺苷蛋氨酸(SAM)和谷胱甘肽(GSH)均为广泛存在于生物体内的含硫小分子活性化合物。SAM由底物L-蛋氨酸和ATP经S-腺苷蛋氨酸合成酶催化合成,参与生物体内40多种生化反应,具有转甲基、转硫和转氨丙基等作用[1-2]。GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸反应生成的活性三肽物质,在维持生物体内适宜的氧化还原环境、保护蛋白质的巯基免受氧化、清除细胞内活性氧自由基等方面具有重要作用[3-4]。基于SAM和GSH在细胞内的重要生理功能,这两种含硫化合物在临床医学、运动保健、食品加工和化妆品等诸多领域均具有广泛的应用前景。

目前,SAM和GSH的生产方法主要有化学合成法、酶促转化法和微生物发酵法,其中酵母发酵法是最具有潜力的方法[5-6]。在酵母细胞中,作为L-蛋氨酸代谢途径中的关键节点物质,SAM和GSH可以通过联产发酵的方法进行生产[7-9]。SAM和GSH的生物合成均需要ATP的参与,胞内能量物质的水平是决定SAM和GSH能否联合高产的关键因素[10]。前人研究发现,外源ATP的添加可以有效促进SAM和GSH的高产[11-12],但该方法并不经济。如果能设法提高酵母细胞内源性ATP的含量,则有可能提高SAM和GSH的联产水平。

针对胞内ATP水平的调控,常用的方法为优化分批发酵的供氧水平或添加外源的辅助性能源物质[13]。为了实现SAM和GSH联合高产,前期研究采用了两阶段溶氧控制策略,SAM和GSH联产量比恒定转速条件下提高6.5%[14]。此外,在分批发酵的6 h向发酵液中添加10 g/L柠檬酸钠,SAM和GSH联产量比未添加的对照组提高了13%[15]。……