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1、食用菌学报2013.20(4):71~77文章编号:1005-9873(2013)04-0071-07真菌中的海藻糖及其在低温逆境下的作用李亚鹏1,2,陈明杰1,2,鲍大鹏1,汪虹1,赵妍1*(1上海市农业科学院食用菌研究所,农业部南方食用菌资源利用重点实验室,国家食用菌工程技术研究中心,国家食用菌加工技术研发分中心,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海201403;2上海海洋大学食品学院,上海201306)摘要:海藻糖是一种可溶性的非还原性双糖,对真菌具有渗透调节的保护作用。温度是生物体正常生长发育的一个重要影响因
2、素,当真菌受到低温对细胞的损伤时,会通过渗透调节作用来抵御低温逆境。本文综述了海藻糖的结构与特性、代谢调控以及在低温逆境下对真菌的作用。关键词:低温;真菌;海藻糖;代谢途径;抗逆性生物的生长发育、繁殖形态及生活状态等都物与微生物中广泛存在,包括原核生物、藻类、细[8-9]直接或间接地受到温度的影响,不同程度低温会菌、真菌、低等植物以及脊椎动物。海藻糖是[1]对生物造成冷害甚至冻害。究其原因低温可带有两个结晶水的白色结晶体,其溶解度约为蔗能引起生物细胞膜结构损伤、胞质流动性降低、糖的2/3,与麦芽糖大致相同;甜度约为蔗糖的
3、[8]细胞对物质的主动吸收与运输功能下降,导致胞45%,食用后口中不留后味,味质爽口;渗透压内溶质外渗、渗透压降低,进而影响到胞内酶活与蔗糖、麦芽糖等双糖相同。它由两个葡萄糖残[2]性。有报道称,细胞通过促进一种或多种特定基通过α,α-1,1-糖苷键连接而成,化学名称为溶质的积累抵御胞内水分外流,维持渗透压稳α-D-吡喃葡萄糖基-α-D-吡喃葡萄糖苷,分子式为[3]定,保证各种生理功能的正常运转。这些特定C12H22O11·2H2O,相对分子质量为378.33,具溶质按照性质可分为两类,一是从外界环境中进有(α,α)、(
4、β,β)、(α,β)3种光学异构体,在生物+、Na+[7]。由于海藻入细胞内的无机离子,如K等;二是在细体中只能分离到(α,α)构型海藻糖胞内合成的有机溶质,主要包括多元醇与含氮化糖具有2个环己糖的糖苷键,因此能量较低合物,如可溶性糖(海藻糖、蔗糖等)、氨基酸及其(4.18kJ/mol),分子结构非常稳定。它能溶于水[4-5]衍生物(脯氨酸、甜菜碱等)。可溶性糖作为和热醇中,不溶于乙醚,对热、酸均非常稳定,是一类重要的渗透调节物质,能够提高胞质浓度,天然双糖中最稳定的糖质。由于不具有还原性,[6]降低冰点,缓解胞质过度脱
5、水。海藻糖是真菌即使与氨基酸、蛋白质等混合加热也不会产生美可溶性糖中一种重要的非还原性双糖,在酵母拉德反应而引起着色变化。与此同时海藻糖几(Saccharomycetes)、担子菌(Basidiomycetes)等乎不能被一般的酶分解,只能被具有特异性的海[10]真菌中,其最高含量可达到生物体干重的20%藻糖酶所水解。[7]以上。2代谢调控1结构与特性海藻糖在不同物种中存在多种代谢途径。海藻糖是WIGGERS于1832年从黑麦节杆菌(Arthrobactersp.strainQ36)、根瘤菌(Secalecereale)
6、的麦角菌(Clavicepspurpurea)(Rhizobiumsp.strainM11)、微黄短杆菌中首次分离得到的,随后发现它在自然界的动植(Brevibacteriumhelvolum)、脂肪杆菌收稿日期:2013-10-10原稿;2013-11-18修改稿基金项目:上海市科技兴农重点攻关项目[编号:沪农科攻字(2011)第1-2号]、上海市农业科学院青年科技基金[编号:农青年科技2012(12)]的部分研究内容作者简介:李亚鹏(1988-),女,上海海洋大学食品学院,在读硕士,主要从事食用菌抗逆研究。*本文通讯
7、作者E-mail:jiandan289@126.com72食用菌学报第20卷(Pimelobactersp.)及嗜热菌(Thermococcus被可逆激活,在体外能被Ca2+与Mn2+激活,可能[16,20]litoralis)等细菌以麦芽糊精、麦芽糖、淀粉为底受ATP轻微抑制。[11]物经转糖基作用合成海藻糖,但在真菌中普遍2.3可逆的合成与分解途径[12]是以葡萄糖为底物催化合成海藻糖。海藻糖在无隔担子菌亚纲(Holobasidiomycetidae)的新陈代谢途径可被调控,并受外在胁迫的启动的伞菌目(Agarica
8、les)与多孔菌目与诱导;当环境恢复正常时,海藻糖通常又可作(Aphyllophorales)的菌丝体和子实体中均存在α为碳源被分解利用。型海藻糖磷酸化酶,该酶能可逆的催化海藻糖的2.1合成途径合成与分解,并且大多数蕈菌的子实体比菌丝体[21]真菌以尿苷二磷酸-葡萄糖与6-磷酸葡萄糖显示出更高的α型海藻糖磷酸化酶活性
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