絮凝特性对自絮凝颗粒酵母耐酒精能力的影响及作用机制

首次报道絮凝特性提高酵母菌耐酒精能力的现象及其机制。融合株SPSC与其两亲本粟酒裂殖酵母变异株和酿酒酵母变异株于 30℃经 18% (V/V)酒精冲击 7h的存活率分别为 52%、37%和 9%。细胞膜磷脂脂肪酸组成分析表明 ,两絮凝酵母 (融合株SPSC和粟酒裂殖酵母变异株 )的棕榈酸含量均约为非絮凝酵母 (酿酒酵母变异株 )的两倍 ,而棕榈油酸和油酸的含量明显低于后者。研究表明 ,当两絮凝酵母在培养中由于柠檬酸钠的作用 (抑制絮凝体的形成 )而以游离细胞生长存在时 ,其细胞膜磷脂棕榈酸含量显著下降 ,而棕榈油酸和油酸的含量明显增加 ,结果细胞膜磷脂脂肪酸组成特点与酿酒酵母变异株相似 ;而且实验表明 ,絮凝特性的消失伴随菌体耐酒精能力的急剧下降 ,变得与酿酒酵母变异株的水平相当。这些结果提示两絮凝酵母具有较强的耐酒精能力与其细胞膜磷脂脂肪酸组成中含有更高比例的棕榈酸有关。     

细胞膜磷脂脂肪酸组成对自絮凝酵母质膜ATP酶响应酒精刺激的影响及其与菌体耐酒精的关系

研究揭示细胞膜磷脂脂肪酸组成与质膜ATP酶在酵母菌耐酒精中的一种新颖关系。实验表明,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对生长于未添加酒精条件下的自絮凝颗粒酵母质膜ATP酶活性没有影响,但却明显影响生长于添加酒精(1％～10％,V／V)条件下的菌体质膜ATP酶对酒精激活的敏感性：预培养于添加0．6mmol／L棕榈酸、亚油酸、或亚麻酸条件下的菌体的质膜ATP酶的最大激活水平分别为各自酶的基态水平(未激活)的3．6、1．5和1．2倍,而对照组(预培养于未添加脂肪酸条件下的菌体)的相应值为2．3倍,酶产生上述最大激活水平时的酒精浓度分别为7％、6％、6％、和7％(V/V)。酶激活后米氏常数Km、最适pH和对钒酸钠(质膜ATP酶特异性抑制剂)的敏感性等性质不变,但最大反应速度υmax明显增加。实验表明,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对提高菌体的耐酒精能力越有利,则其质膜ATP酶被酒精激活的幅度越大,说明菌体耐酒精能力的提高与其质膜ATP酶对酒精激活的敏感性的增加密切相关。细胞膜磷脂脂肪酸组成会影响酵母菌质膜ATP酶对酒精激活的敏感性是观察到的新的实验现象。     

细胞膜磷脂棕榈酸含量对自絮凝颗粒酵母耐酒精能力的影响及作用机制

研究揭示细胞膜磷脂脂肪酸组成与酵母菌耐酒精能力的一种新颖关系及其机制。分别培养于添加 0 6mmol L棕榈酸、亚油酸或亚麻酸不同条件下的自絮凝颗粒酵母 ,其细胞膜富含各自所添加的脂肪酸。细胞膜富含棕榈酸、亚油酸或亚麻酸的三种菌体于 30℃经 2 0 %(v v)酒精冲击 6h的存活率分别为 5 2 %、1 8%和 0。通过考察三种菌体于 30℃在 1 5 %(v v)酒精冲击下的细胞膜透性发现 ,细胞膜富含棕榈酸的菌体的胞外核苷酸平衡浓度分别仅为细胞膜富含亚油酸或亚麻酸菌体的 48%和 32 %,其细胞膜透性系数 (P′)分别仅为后者的 37%和 2 0 %,且三者的胞外核苷酸浓度和P′由小到大的排列顺序均与它们的存活率由高到低的排列顺序完全一致。因此 ,细胞膜富含棕榈酸的菌体具有较强的耐酒精能力是与其在高浓度酒精冲击下可维持较低的细胞膜透性密切相关的 的。     

外源脂肪酸对酒精诱导自絮凝颗粒酵母细胞膜磷脂脂肪酸组成变化的影响

实验将自絮凝颗粒酵母培养于同时添加脂肪酸 (0.6mmol/L)和酒精 (6 %～ 9% ,V/V)条件下以考察其细胞膜磷脂脂肪酸组成的变化。与单独添加棕榈酸相比 ,同时添加酒精引起细胞膜磷脂棕榈酸含量明显增加 ,伴随 9十四碳烯酸、棕榈油酸和油酸含量明显减少 ;与单独添加亚油酸相比 ,同时添加酒精未引起细胞膜磷脂亚油酸含量明显变化 ,但引起油酸含量明显增加 ,伴随 9 十四碳烯酸、棕榈油酸和棕榈酸含量减少 ;与单独添加亚麻酸相比 ,同时添加酒精引起细胞膜磷脂亚麻酸含量减少 ,伴随油酸含量显著增加 ,同时 9 十四碳烯酸、棕榈油酸和棕榈酸含量减少。存活率实验证实 ,上述变化是菌体对酒精刺激的适应性响应 ,因为 ,与培养于仅添加脂肪酸条件下的菌体相比 ,培养于同时添加酒精条件下的菌体耐酒精能力明显提高。研究表明 ,棕榈酸和油酸都可通过加强细胞膜渗透屏障而提高菌体的耐酒精能力 ,这是饱和脂肪酸 (SFA)与不饱和脂肪酸 (UFA)可提高同一菌株耐酒精能力的新的实验现象 ,揭示UFA与SFA在影响酵母菌耐酒精能力的机制上存在共同的作用方式     

钙离子通过降低细胞膜透性提高自絮凝颗粒酵母耐酒精能力

生长阶段和冲击阶段均添加 1 6 4mmol LCa2 能显著提高自絮凝颗粒酵母于 30℃在 2 0 % (V V)酒精冲击下的存活率 ,经过 9h冲击 ,对照组的存活率为 0 ,而添加Ca2 试验组的存活率为 5 0 0 % ,表明添加适当浓度的Ca2 能显著提高菌体的耐酒精能力。通过考察Ca2 对菌体于 30℃在 15 % (V V)酒精冲击下细胞膜透性的影响发现 ,生长阶段和冲击阶段均添加 1 6 4mmol LCa2 的试验组的菌体胞外核苷酸平衡浓度和细胞膜透性系数 (P′)分别仅为对照组水平的 5 0 0 %和 2 9 3% ,表明添加适当浓度的Ca2 能显著降低受冲击菌体的细胞膜透性 ;而且 ,添加Ca2 提高存活率与添加Ca2 降低胞外核苷酸浓度和P′存在直接的对应关系。因此 ,Ca2 提高自絮凝颗粒酵母耐酒精能力是与其降低受冲击菌体的细胞膜透性密切相关的。     

膜蛋白氨基酸组成通过改变膜流动性影响粟酒裂殖酵母和酿酒酵母融合株耐酒精能力

实验显示,一种氨基酸混合液（含异亮氨酸、甲硫氨酸和苯丙氨酸,添加浓度分别为1.0、0.5和2.0g/L）能显著提高自絮凝酵母——粟酒裂殖酵母和酿酒酵母融合株SPSC的耐酒精能力。实验将菌体分别培养于添加（试验组）和未添加（对照组）该氨基酸混合液的条件下,然后收集菌体进行酒精（20%,V/V）冲击试验（30℃,9h）,结果,试验组的菌体尚有一半以上的存活细胞,而对照组的菌体全部死亡。通过对试验组和对照组的菌体细胞膜蛋白质氨基酸组成分析发现,试验组的菌体耐酒精能力提高与所添加氨基酸组入菌体的细胞膜密切相关。以DPH为荧光探针的细胞膜流动性测定分析进一步揭示,氨基酸组入菌体的细胞膜后,细胞膜能有效抵抗高浓度酒精冲击诱发的膜流动性的提高,从而维持膜的稳定。因此,实验首次揭示膜蛋白氨基酸组成可通过改变膜流动性而影响酵母菌的耐酒精能力。     

细胞膜磷脂脂肪酸组成对自絮凝酵母质膜ATP酶响应酒精刺激的影响及其与菌体耐酒精的关系

研究揭示细胞膜磷脂脂肪酸组成与质膜ATP酶在酵母菌耐酒精中的一种新颖关系。实验表明 ,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对生长于未添加酒精条件下的自絮凝颗粒酵母质膜ATP酶活性没有影响 ,但却明显影响生长于添加酒精 (1 %～ 10 % ,V/V)条件下的菌体质膜ATP酶对酒精激活的敏感性 :预培养于添加 0.6mmol L棕榈酸、亚油酸、或亚麻酸条件下的菌体的质膜ATP酶的最大激活水平分别为各自酶的基态水平 (未激活 )的 3.6、1.5和 1.2倍 ,而对照组 (预培养于未添加脂肪酸条件下的菌体 )的相应值为2.3倍 ,酶产生上述最大激活水平时的酒精浓度分别为 7%、6 %、6 %、和 7% (V/V)。酶激活后米氏常数K_m 、最适pH和对钒酸钠 (质膜ATP酶特异性抑制剂 )的敏感性等性质不变 ,但最大反应速度v_max明显增加。实验表明 ,细胞膜磷脂脂肪酸组成特点对提高菌体的耐酒精能力越有利 ,则其质膜ATP酶被酒精激活的幅度越大 ,说明菌体耐酒精能力的提高与其质膜ATP酶对酒精激活的敏感性的增加密切相关。细胞膜磷脂脂肪酸组成会影响酵母菌质膜ATP酶对酒精激活的敏感性是观察到的新的实验现象.     

细胞膜蛋白质氨基酸组成对自絮凝颗粒酵母耐酒精能力的影响及作用机制

揭示细胞膜组分与酵母菌耐酒精能力的一种新颖关系及其机制。实验显示 ,培养于添加和未添加 3种氨基酸 (异亮氨酸、甲硫氨酸和苯丙氨酸 ,添加浓度分别为 1 0、0 5和 2 0g L)条件下的自絮凝颗粒酵母于 30℃经2 0 % (V V)酒精冲击 9h的存活率分别为 5 7%和 0 ,表明添加该 3种氨基酸能显著提高菌体的耐酒精能力。细胞膜蛋白质氨基酸组成分析和细胞膜流动性测定表明 ,所添加 3种氨基酸是通过组入菌体细胞膜、改变细胞膜流动性从而提高菌体的耐酒精能力的 ,即当细胞膜蛋白质氨基酸组成中异亮氨酸、甲硫氨酸和苯丙氨酸含量明显增加时 ,菌体能有效抵抗高浓度酒精冲击引发的细胞膜流动性的升高 ,从而维持细胞膜的稳定。细胞膜蛋白质氨基酸组成会影响细胞膜的流动性 (膜蛋白中异亮氨酸、甲硫氨酸和苯丙氨酸含量明显增加时膜流动性降低 )是一种新的实验现象。