烟酰胺对紫色红曲菌生长和次级代谢产物合成的影响
2021-04-02朱倩倩王海蛟石嘉辰王成涛
张 函,张 楠,朱倩倩,王海蛟,石嘉辰,张 婵,2,*,王成涛,2
(1.北京工商大学 北京食品营养与人类健康高精尖创新中心,北京 100048;2.北京市食品添加剂工程技术研究中心,北京 100048)
红曲菌是我国常用的药食两用丝状真菌之一,应用历史已有近千年[1]。红曲菌可产生多种次级代谢产物[2-5],其中,研究较多的3种次级代谢产物为Monacolin K、红曲色素、桔霉素,均为聚酮类化合物。红曲色素是由多种色素组成的可食用天然色素,着色性能好,广泛应用于食品着色行业[6]。桔霉素是一种真菌毒素,有一定的肾毒性,限制了红曲产品在食品医药领域的工业化应用[7]。
Monacolin K通过竞争性抑制效应降低HMG-CoA还原酶的活性,从而阻碍胆固醇合成[8-9]。Monacolin K可被人体直接利用,应用前景良好[10]。但目前Monacolin K产量低、成本高,实现Monacolin K高产主要通过发酵条件优化、培养基组成优化[11]、诱变育种、基因工程[12]等手段。
烟酰胺是烟酸的酰胺化合物,和烟酸均是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的前驱物[13-14]。Huang等[15]的研究发现,向红曲菌培养基中加入甘油后,通过多组学分析,发现ATP合成酶的表达量增加,泛醌氧化还原酶(NADH)在呼吸链中起重要作用,这些蛋白质协同作用于乙酰CoA的生物合成。
实验室前期利用非靶向代谢组学,分析添加谷氨酸与未添加谷氨酸的发酵液样本第8天的代谢组信息,筛选出与聚酮类化合物相关的差异代谢物共12种,其中10种可能与Monacolin K的合成相关。朱倩倩等[16]通过向红曲菌原发酵培养基中添加精氨酸等10种差异代谢物,发现不同质量分数的烟酰胺对Monacolin K有不同的显著影响,低质量分数具有促进作用,而质量分数过高则表现为抑制作用,添加量为质量分数0.5%时,对Monacolin K产量提高具有较佳效果。……
