酵母麦芽糖酶合成的调控机制研究

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1、万方数据2002年12月韶关学院学报(自然科学版)Dee-2002酵母麦芽糖酶合成的调控机制研究廖朝晖1。朱必凤1，刘安玲1，刘主1。吴成钢2(1．韶关学院英东生物工程学院，广东韶关512005；2．南昌大学生命科学与食品工程学院，江西南昌343000)摘要：从带有MAL4基因的酵母品系中分离出了一系列新的麦芽糖酶(一)突变体这些突变体与MAL4基因等位，不能发酵麦芽糖、蔗糖和a一甲基葡糖苷从突变体中分离出的回变体大多数足恢复了发酵上述糖的能力，而且产生了与亲代品系相称同量的麦芽糖酶．然而，有一些回变体z一4一RI发酵麦芽糖很缓慢，产生的酶要比亲代品系少24倍．遗传学研究指出，回变体Z一4

2、一RI不是真正的回变体，而是额外带了一个抑制基因．这个抑制基因抑制突变体Z一4中的等位基因mal4．由于多方面的证据表明基因MAL4是一种调节基固，所以基因MAL4可能是编码调节蛋白这种调节蛋白在合成麦芽糖酶时起着一种正调节因子的作用．关键词：酵母；麦芽糖酶；遗传控制；突变体；回变体中图分类号：Q55文献标识码：A文章编号：1007—5348(2002)12—0146—06酵母利用麦芽糖的能力是由一个等效异位基因系列来控制的⋯1．麦芽糖酶是一种n一葡萄糖苷酶(E．c．3．2．120)，已经广泛地从各种酵母品系中提纯并测出了其特性⋯2．然而，目前还没有分离出影响结构基因的突变体．虽然各个MA

3、L基因(MALl一MAL7)在麦芽糖酶合成中的特异作用还没有充分肯定⋯3，但是，已知MAI。基因中有三个基因，即：NAL2、MAL4和MAL6是调节基因，而不是决定麦芽糖酶合成的几个单独的结构基因14,5,6]．支持MAL基因是调节基因的证据如下：(1)所有的实验室品系，发酵型以及突变与分离性的不发酵型中都有基本的麦芽糖酶活力．(2)与基因MAL6等位的温度敏感回复突变，不影响麦芽糖的物理化学特性．(3)虽然从组成品系中分离出的麦芽糖酶(～)突变体带有MAL4基因，而且产生基本水平的麦芽糖酶，但是尚未取得证明有免疫学上交叉反应物质存在的证据．(4)抗葡萄糖阻遏的突变体与基因MAL2等位．虽

4、然已有证据充分支持已知的MAL基因是凋节基因，但在麦芽糖合成过程中的作用机理还不明了【“，为了试图弄清楚MAL基因在麦芽糖合成中的作用，我们从带有MAL4基因的品系中分离了一系列新的麦芽糖(一)突变体．在相同生长条件下，从麦芽糖酶(～)突变体Z一4中分离出的回变体中有一个回变体发酵麦芽糖很缓慢，产生的酶要比亲代少24倍．根据遗传学研究的结果，本文报导的回变体z一4～R1不是真正的回变体。而是带了一个抑制基因．证明基因MAL4的产物是一种为麦芽糖酶合成所必须的调节蛋白．而且，根据本文所报导的发现，认为基因MAL4的产物在合成麦芽糖酶时起着一种正调节因子的作用．收稿日期：2002—09—09作

5、者简介：廖朝晖(1968一)，女，广东五华人，韶关学院英东生物工程学院讲师，主要从事植物学与作物栽培学研究．万方数据1材料和方法1．1材料来源：酵母(SacchⅡrD”，Ⅲ∞MFisiae)YNN27菌株购自中国科学院微生物研究所．12培养基和遗传学分析：除了特殊的伊红美蓝(EBM)培养基外，所有的其他培养基和遗传学分析按常规方法进行．用特殊的EMB培养基来分离不发酵麦芽糖的突变体，按Miller所述区别大肠杆菌乳糖发酵菌和乳糖不发酵菌的方法进行．1，3分离麦芽糖酶(一)突变体的亚硝酸诱变：l毫克NaN02／毫升溶解于0．1MpH4．5的醋酸钠缓冲液中配制成亚硝酸溶液，亚硝酸溶液经过灭菌过

6、滤，每次实验之前新鲜配制．从5毫升对数生长期的培养基中收集细胞，洗涤两次，然后把细胞悬浮于2毫升亚硝酸溶液中．30"C保温45分钟后，杀死将近50％的细胞．再在无菌的0．1MpH7．0的磷酸缓冲液中洗涤两次．经过适当稀释之后，把细胞倒在EMB乎板上，每个平板大约有50个菌落．平板置于30℃培养4～6天．发酵麦芽糖的无性繁殖系，在EMB平板上呈黑色并带有绿色光泽，而不发酵的无性繁殖系，呈淡粉红色．把不发酵麦芽糖的突变体置于含5毫升麦芽糖发酵培养液中进行再测定，培养液中含有作为指示剂的染料滇甲酚紫红．如果培养液的颜色没有变化，那么这种突变体就定为不发酵型．利用上述方法从带有MAL4基因和产生麦

7、芽糖酶的Z41—1C菌中分离出了若干不发酵麦芽的突变体．然而，只有三种不发酵的突变体(NA一488，NA一510和NA一520)，同时又是麦芽糖酶(一)突变体．本研究所采用的另外两种麦芽糖(一)突变体M4—20和M4—32是以前用紫外光作为诱变剂分离出来的．1．4回变体的分离：用自发的方法或亚硝基胍诱变的方法分离从麦芽糖不发酵回复到麦芽糖发酵的回变体．1．5自发回变体：从对数生长期的培养基中收集细胞，洗涤两次，倒EMB平