小分子代谢物对黑曲霉己糖激酶和丙酮酸激酶的酶活调控
2021-02-10孟晓建于建东郑小梅郑平李志敏孙际宾4叶勤
生物技术通报 2021年12期
孟晓建 于建东 郑小梅,4 郑平,4 李志敏 孙际宾,4叶勤
(1. 华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,上海 200237;2. 中国科学院系统微生物工程重点实验室,天津 300308;3. 中国科学院天津工业生物技术研究所,天津 300308;4. 国家合成生物技术创新中心,天津 300308)
柠檬酸是当前世界上产量和消费量最大的有机酸,广泛用于食品饮料、医药化工和有机材料等领域[1]。目前,柠檬酸的全球年产量达到200万t以上,并以每年3.5%-4.0%的速度增加[2]。黑曲霉是柠檬酸的主力生产菌株,具有极端耐酸性,能够在pH低至1.5下正常生长发酵,具有强鲁棒性,可快速利用工业粗原料大量积累柠檬酸[1]。黑曲霉独特的柠檬酸合成与积累能力表明其具有一套独特的代谢调控机制。目前已有许多相关研究致力于黑曲霉柠檬酸代谢中的关键调控作用,以期揭示黑曲霉高产柠檬酸的机理[1,3-4]。黑曲霉柠檬酸合成代谢主要是六碳糖经过糖酵解或者磷酸戊糖途径转化为磷酸烯醇式丙酮酸进而降解为丙酮酸,丙酮酸一方面氧化脱羧生成乙酰CoA,另一方面固定CO2生成草酰乙酸,然后草酰乙酸与乙酰CoA缩合生成柠檬酸。在大多数生物体中,柠檬酸合成后会进一步代谢生成其他物质供生物体利用,不会过量积累。但黑曲霉柠檬酸合成代谢中存在一系列受调控的关键酶,有效地保障了糖酵解途径的畅通,同时阻断了三羧酸循环中的柠檬酸下游降解,使得柠檬酸得以大量积累。其中,糖酵解途径的调节是黑曲霉柠檬酸积累的重要调控机制[5]。……
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