王广交，辛嘉英，孙立瑞，崔添玉，许锡凯，张嘉玉

(哈尔滨商业大学 食品工程学院，黑龙江 哈尔滨 150076)

甲烷氧化菌是以甲烷为碳源,在液体无机盐培养基中生长的一种革兰氏阴性好氧菌。在细胞内发生代谢反应将甲烷转换为一些重要的化工产品，近年来国内外研究学者在研究创立的“甲烷生物精炼厂”，就是利用甲烷氧化菌将甲烷转化为生产生活所需的物质如胞外多糖、单细胞蛋白、聚-3-羟基丁酸(PHB)、四氢嘧啶等[1]。其中四氢嘧啶的生物合成是目前学术领域研究的热潮之一。

四氢嘧啶是氨基酸的衍生物，一种环状亚氨基酸，由于其具有手性特征[2]，化学方法难以合成无毒的四氢嘧啶，故选择生物合成的方法。其最初发现于一种光能自养型菌中，随着研究范围的扩大，在许多好氧嗜盐和耐盐的革兰氏阳性细菌中也发现有不同含量四氢嘧啶的存在[3]。自1997年以来，一些甲烷氧化菌如嗜盐甲烷氧化菌(Methylomicrobiumalcaliphilum20Z)，以及海洋甲基球菌属(Methylobactermarinus)和酌鄄变形菌纲(Methylohalobiuscremeensis)等已被证明在高渗透条件下可以利用甲烷氧化菌生物转化合成四氢嘧啶[4]以抵御高渗透压环境，达到保护自身细胞的目的[5]。

甲烷氧化菌使用无机盐培养，无毒条件下合成的四氢嘧啶，可以应用于食品、医药化学、化妆品等领域。甲烷氧化菌合成四氢嘧啶的途径是天冬氨酸家族氨基酸合成的一个分支，天冬氨酸首先被天冬氨酸激酶转化为β-天冬氨酸磷酸,该酶是天冬氨酸家族氨基酸(苏氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸)和四氢嘧啶生物合成的共同起点，通过“渗透性控制”改变天冬氨酸激酶活性使四氢嘧啶生物合成途径独立于通常控制天冬氨酸家族氨基酸合成途径的复杂控制机制，在高渗透压刺激下应激表现出高活性[6]。……