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啤酒酵母是啤酒酿造过程中的关键因素之一。发酵过程中的氧化压力会影响啤酒酵母活性,最终影响啤酒质量。高抗氧化活性啤酒酵母可有效降低氧化压力对啤酒酵母造成的损伤。理解啤酒酵母抗氧化应激的全局调控机制将为适用于工业生产的优良啤酒酵母的选育指引方向,为探索啤酒酵母抗氧化机制、提高啤酒酵母抗氧化活性提供新见解。本论文通过Tadpoling方法筛选获得可用于工业生产、传代稳定性良好的高抗氧化活性啤酒酵母;从蛋白组学角度对比分析了抗氧化性能差异的两菌株,确定了影响啤酒酵母抗氧化能力的关键蛋白;通过关键蛋白的过表达构建重组菌株,进一步验证关键蛋白在提高啤酒酵母抗氧化能力方面发挥的作用。论文的主要研究结果如下:以典型Lager啤酒酵母Pilsner为出发菌,经H2O2氧化诱变筛选及驯化过程,获得突变菌P-127。在应激状态下,P-127胞内ROS提高约2.3倍,与其他菌株相比,其变化率最低,具有较好调节氧化损伤能力;生长过程中,P-127胞内ATP水平始终维持在较高水平,调控能量代谢平衡能力较好;各项发酵指标与出发菌株Pilsner相比无较大差异,且均处于正常范围内。对比P-127及Pilsner的蛋白组学数据,差异表达的蛋白主要影响了275种生物过程、41种细胞组分构成及164种分子功能,从而造成啤酒酵母全局性调控。通过差异表达蛋白功能分析发现,P-127通过改善线粒体结构和功能,增强厌氧代谢及抗氧化相关酶系表达;加速葡萄糖和氨基酸等物质的代谢和运输等过程提高抗氧化能力。将筛选出的19种关键蛋白相关编码基因进行过表达,结果发现与线粒体相关基因AAC1、ACS1、ADY2、DNM1的过表达,显著影响了啤酒酵母的抗氧化能力;糖转运相关基因HXT3、HXT4、HXT7的过表达以不依赖于胞内ROS、内源性ATP的方式促进啤酒酵母抗氧化能力;氨基酸代谢及转运相关基因LYS20及AGP1的过表达提高了啤酒酵母的H2O2抗性,促进了胞内ROS稳态,但对胞内能量代谢影响较小。此外,P-127中下调显著的Ala1p,其编码基因ALA1的过表达,也不利于啤酒酵母抗氧化过程。