陈海龙, 戴佳良, 邓晶, 高新星, 朱官兴, 何清明, 朱年青

中国农业科技导报 2025, 27 (10): 84-94. DOI:10.13304/j.nykjdb.2024.0747

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S-腺苷-L-甲硫氨酸（S-adenosyl-L-methionine，SAM）是生物体内重要的生理活性物质。通过调控酿酒酵母的葡萄糖效应而将碳通量定向到SAM合成是细胞工厂的挑战。以酿酒酵母CGMCC 2842（2842）为出发菌，过表达SNF1基因调控葡萄糖效应并引入利士曼原虫（Leishmania infantum）SAM合成酶基因MetK1。结果发现，SNF1过表达可提高糖酵解相关基因表达水平和葡萄糖利用率，进而改善糖酵解中间体水平；提高ACS1、ALD6表达及乙醇脱氢酶2（alcoholdehy drogenase 2，ADH2）活性，可促进发酵液中的乙醇转化为乙酰辅酶A；还增强了SAM前体氨基酸及含硫氨基酸代谢相关基因表达水平。异源MetK1引入可有效定向碳代谢到SAM合成。重组菌YPSNF1-MetK1菌株的SAM产量达1.90 g·L^-1，较出发菌株2842产量提高251.85%。以上研究结果为酵母葡萄糖效应调控及其应用奠定理论基础。

由图2可知，5%葡萄糖中YPSNF1、YPSAM2、YPMetK1和YPSNF1-MetK1菌株的SAM积累量分别为0.76、1.18、1.41和1.66 g·L-1，较出发菌株2842（0.60 g·L-1）分别提高26.7%、96.6%、135.0%和177.0%；而在10%葡萄糖中，YPSNF1、YPSAM2、YPMetK1和YPSNF1-MetK1菌株的SAM积累量分别为0.90、0.88、1.14和1.90 g·L-1，较出发菌株2842分别提高66.7%、63.0%、111.0%和251.9%。其中，YPSNF1菌株的SAM积累量均显著高于出发菌株，表明 SNF1过表达可以显著改善酿酒酵母胞内SAM的合成与积累，在高葡萄糖中更明显；另外，YPMetK1菌株的SAM产量显著高于YPSAM2，表明引入利士曼原虫的 MetK1较同源 SAM2能更显著改善SAM产量。