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1、陕西理工学院毕业设计富铁酵母的资源化利用薛强（陕理工化学与环境科学学院院（系）环境工程专业1101班级，陕西汉中723000）指导教师：李琛[摘要]铁是生物有机体必需的矿物质营养元素。综述了富铁酵母的研究进展、吸铁转运机制及应用前景。[关键词]富铁酵母;研究进展;铁转运机制;应用ResourceUtilizationofIron-RichYeastXUEQiang（Grade11,Class01,MajorEnvironmentalEngineering,ChmistryandEnvironment
2、alDept.，ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723000，Shaanxi）Tutor:LeChenAbstract:Ironisanessentialnutrientfornearlyallorganisms,Researchprogress,themechanismofiron-trans-portation,andtheprospectofiron-richyeastwerereviewedinthispaper.Keywords:iron-ric
3、hyeast;researchprogress;mechanismofiron-transportation;application引言第7页共7页陕西理工学院毕业设计第7页共7页陕西理工学院毕业设计铁是人和动物维持生命和发育的必需营养物质。铁的缺乏会引起人及动物缺铁性贫血及一些其他临床症状。微量元素铁一般以无机盐形态补充,这种形式不利于人及动物吸收利用。利用生物转化法,将无机状态的铁转化成有机状态的铁,可以提高生物体对铁的利用率,是开发新型铁源,提高铁的利用率的主要措施。近十几年来,用微生物、特别
4、是用酵母菌为载体富集人及动物所必需的微量元素以求有机形态,制造成本较低廉而富有多种营养的微量元素产品已引起人们的关注。用酵母富集微量元素铁的研究也已成热点课题。已有实验表明[1,2],富铁酵母具有较高的生物利用率。本文综述了富铁酵母的资源化利用。1酵母富集铁的研究概况1.1富铁酵母的选育目前,国内外多采用食品级微生物)酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)或葡萄汁酵母(Sac-charomycesuvarum)作为富集微量元素铁的载体。惟在富铁酵母选育及发酵条件优化方面的研究报道
5、较少。王伟利等人[3]采用富集培养方法,从22株酵母菌中筛选出1株能够富集高含量铁的菌株,并对其生长条件、铁盐的筛选和添加浓度进行了研究。研究表明,酵母富集的适宜铁盐为硫酸亚铁,其添加的离子浓度为60~120mg/kg,最适生长温度和pH分别为28e和5.5。在上述优化条件下,酵母细胞富集铁能力最强,铁含量达8mg/g。中科院微生物所酵母菌分子遗传与育种研究组,采用杂交和原生质体融合技术选育到生物量高、富铁能力强的优良富铁酵母,铁含量高达24.5mg/g[4]。石长波、张培茵等人[5,6]的研究表明
6、,酵母细胞内铁含量随着培养基中铁盐浓度的增加而有明显的增加,而酵母得率则呈下降趋势,说明铁盐浓度是影响酵母中铁富集量及酵母生长的重要因素。1.2铁在酵母细胞中的分布及存在形式Gaudreau等人[7]的研究表明,在酵母细胞中,铁主要定位于细胞壁,细胞壁中的铁含量约为细胞质中铁含量的3倍。细胞质中的铁主要分布在线粒体、液泡和胞质溶胶。Schilke等人[8]的研究表明,在线粒体内膜上,进行氧化还原反应的许多电子转运蛋白,如Fe-S簇和血红素等均在其活性位点含有铁。LiangtaoLi等人[9]的研究表
7、明大多数利用铁的酶定位于胞质溶胶中。另外,下列3条证据支持液泡是铁储存的细胞器的观点:¹液泡突变株表现出增强对金属的敏感性[10,11];º从液泡中能分离到铁[12];»转运系统具有从液泡中吸取铁的能力[13]。Raguzzi等人[12]认为,酵母细胞对铁的储藏有2种形式,一种是以类似铁蛋白的胞质分子的形式储藏,另外一种是铁与多磷酸盐形成结合物储藏在液泡内。酵母铁蛋白的分子量约为274ku。酵母铁蛋白的铁含量较低,每个分子结合50~100个铁原子,与胞内的铁浓度无关。而液泡内铁的浓度主要与细胞所处的
8、环境有关。1.3酵母细胞中铁的转运机制1.3.1高亲和力与低亲和力铁转运系统第7页共7页陕西理工学院毕业设计酵母细胞的吸铁机制与原核生物的吸铁机制不同,它不能分泌铁载体来完成对外界环境中铁营养元素的吸收和利用。为了适应较宽范围对铁的需求,既不缺铁又不造成铁中毒,酵母细胞进化出2种铁转运系统来识别二价铁,一种为低亲和力系统,一种为高亲和力系统。酵母细胞积累外界环境中的铁元素必须通过2个步骤来完成:首先由位于细胞质膜上的Fe3+还原酶将Fe3+还原成为能被细胞直接吸收的F
