酮古龙酸菌中与呼吸链相偶联的2-KGA代谢途径的分析

摘要

酮古龙酸菌(Ketogulonigenium vulgare,K vulgare)是中国维生素C二步发酵工业中的关键菌株.该菌在巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)混合培养下可将底物L-山梨糖转化为维生素C的重要前体2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonate,2-KGA).研究发现,在细胞的周质空间中共存在4种反应参与2-KGA代谢,包括:①D-山梨醇氧化为L-山梨糖;②L-山梨糖氧化为L-山梨酮;③L-山梨酮(吡喃型)氧化为2-KGA;④L-山梨酮(呋喃型)氧化为L-aa.这4种反应均由以PQQ为辅酶完成,其中L-山梨糖/L-山梨酮脱氢酶(SSDH)参与反应①②③,L-山梨糖脱氢酶(SDH)参与反应②③,L-山梨酮脱氢酶(SNDH)参与反应③④,醛脱氢酶(ALDH)参与反应③.另有研究表明K vulgare的重组L-山梨酮脱氢酶(rSNDH)与重组L-山梨糖脱氢酶(rSDH)在体外共同氧化L-山梨糖/L-山梨酮至2-KGA时存在明显的协同效应,这说明SDH/SSDH与SNDH是K vulgare产2-KGA代谢过程中起主要作用的酶.