为探究产酯酶库德里阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)混菌发酵的代谢机制,本研究使用串联质谱标签(tandem mass tags,TMT)定量蛋白质组学技术,对P.kudriavzevii JM5-4单菌纯培养以及与丁酸梭菌(Clostridium butyricum)GD1-1共培养...为探究产酯酶库德里阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)混菌发酵的代谢机制,本研究使用串联质谱标签(tandem mass tags,TMT)定量蛋白质组学技术,对P.kudriavzevii JM5-4单菌纯培养以及与丁酸梭菌(Clostridium butyricum)GD1-1共培养条件下的蛋白质组学进行分析。利用气相色谱-质谱联用仪检测单菌与混菌发酵时的代谢产物。结果显示,混菌发酵时发酵液中乙醇、乙酸、乙酸乙酯的产量分别为2.396、0.425 g/L和0.544 g/L,分别是单菌发酵的1.5、4.0倍和2.0倍。利用TMT定量蛋白质组学技术鉴定到3164个可定量蛋白质。共筛选到355个差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs),包括上调蛋白159个、下调蛋白质196个。基因本体论和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)数据库功能富集分析显示,三羧酸循环、药物代谢、小分子代谢、细胞质大核糖体亚基、细胞质核糖体、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸结合、氧化还原酶活性等定位蛋白质发生了显著性变化。利用CELLO软件对DEPs进行亚细胞定位,将257个蛋白质定位到8个不同的细胞器,主要分布在细胞质(129个)、线粒体(91个)、细胞核(19个)等。355个DEPs通过KEGG注释显示其主要涉及氧化磷酸化、辅因子的生物合成、三羧酸循环、糖酵解/糖异生等代谢亚系统。在混菌发酵时,糖酵解/糖异生(丙酮酸脱氢酶、醛脱氢酶等)、三羧酸代谢(柠檬酸合酶、乌头酸盐水合酶、富马酸水合酶、苹果酸脱氢酶等)、乙醛酸和二羧酸代谢(羟基丙酮酸还原酶、乙醛酸还原酶等)的DEPs全部上调,表明共培养条件下明显促进了JM5-4的生长与代谢。此外,涉及酯酶(S-甲酰谷胱甘肽水解酶、核糖核酸酶、海藻糖磷酸酶)的DEPs全部上调,表明混菌发酵对JM5-4产酯酶能力具有一定的积极作用。本研究可为探究白酒酿造过程中的混菌发酵机制、菌株代谢特性以及提高白酒风味品质提供一定的理论指导。展开更多
文摘为探究产酯酶库德里阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)混菌发酵的代谢机制,本研究使用串联质谱标签(tandem mass tags,TMT)定量蛋白质组学技术,对P.kudriavzevii JM5-4单菌纯培养以及与丁酸梭菌(Clostridium butyricum)GD1-1共培养条件下的蛋白质组学进行分析。利用气相色谱-质谱联用仪检测单菌与混菌发酵时的代谢产物。结果显示,混菌发酵时发酵液中乙醇、乙酸、乙酸乙酯的产量分别为2.396、0.425 g/L和0.544 g/L,分别是单菌发酵的1.5、4.0倍和2.0倍。利用TMT定量蛋白质组学技术鉴定到3164个可定量蛋白质。共筛选到355个差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs),包括上调蛋白159个、下调蛋白质196个。基因本体论和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)数据库功能富集分析显示,三羧酸循环、药物代谢、小分子代谢、细胞质大核糖体亚基、细胞质核糖体、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸结合、氧化还原酶活性等定位蛋白质发生了显著性变化。利用CELLO软件对DEPs进行亚细胞定位,将257个蛋白质定位到8个不同的细胞器,主要分布在细胞质(129个)、线粒体(91个)、细胞核(19个)等。355个DEPs通过KEGG注释显示其主要涉及氧化磷酸化、辅因子的生物合成、三羧酸循环、糖酵解/糖异生等代谢亚系统。在混菌发酵时,糖酵解/糖异生(丙酮酸脱氢酶、醛脱氢酶等)、三羧酸代谢(柠檬酸合酶、乌头酸盐水合酶、富马酸水合酶、苹果酸脱氢酶等)、乙醛酸和二羧酸代谢(羟基丙酮酸还原酶、乙醛酸还原酶等)的DEPs全部上调,表明共培养条件下明显促进了JM5-4的生长与代谢。此外,涉及酯酶(S-甲酰谷胱甘肽水解酶、核糖核酸酶、海藻糖磷酸酶)的DEPs全部上调,表明混菌发酵对JM5-4产酯酶能力具有一定的积极作用。本研究可为探究白酒酿造过程中的混菌发酵机制、菌株代谢特性以及提高白酒风味品质提供一定的理论指导。
