光滑球拟酵母作为丙酮酸工业化生产的唯一微生物，也被用于生成其他有机酸如苹果酸，富马酸和
α
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酮戊二酸的研究。然而，在有机酸发酵生产过程中光滑球拟酵母面临着两个关键问题：即酸胁迫和高盐胁迫。胞外有机酸的积累造成发酵液
pH
下降，抑制了菌株的生长，从而降低有机酸的产量。为了提高生产菌株的酸耐受性，一些策略，如菌种驯化、理性基因工程改造、添加外源辅助物质策略被广泛研究。其中由于转录因子在应答酸胁迫方面发挥着重要作用，引起越来越多的关注。在许多微生物中，转录因子
Crz1p
被发现在金属阳离子胁迫、细胞壁结构或功能、酸碱平衡、酒精适应、咖啡因胁迫、抑菌药物耐受等等方面发挥重要作用。然而光滑球拟酵母中的
CgCrz1p
功能
的研究尚未有相关报道。
微生物制造工程研究室对光滑球拟酵母转录因子CgCrz1p调控pH动态平衡的具体机理进行了一系列深入研究。该研究从光滑球拟酵母的转录组学和脂质组学方向入手，对突变菌株CgCrz1Δ在酸性环境下的基因表达、细胞膜脂质成分与结构性质进行了研究。研究发现：与野生型菌株相比，CgCrz1Δ中与膜脂质代谢相关的许多基因表达下调，包括脂肪酸合成与代谢、甾醇合成以及膜磷脂的合成路径；脂质组学分析，不饱和脂肪酸C18：1、不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例以及麦角甾醇含量分别下降了30%、46%和30%；细胞膜结构分析，细胞膜完整性、流动性以及膜H+-ATPase活性分别下降了45%，9%和50%；而过量表达基因CgCRZ1，提高了菌株的细胞膜脂质成分含量，增强了细胞膜的结构性质。结果证实，在没有pH缓冲剂的发酵环境中，过量表达CgCrz1p使细胞干重和丙酮酸产量分别提高了48%和60%。本研究表明CgCrz1p通过改变膜脂质成分来调节pH的动态平衡，进一步提出酸性条件下，改变细胞膜的结构提高光滑球拟酵母的生产性能的策略。
该研究得到国家自然科学基金 (31270079，21422602)的资助。研究结果在Applied and Environmental Microbiology杂志上发表，江南大学生物工程学院13级硕士研究生闫冬妮为论文第一作者。
文章链接：http://aem.asm.org/content/early/2016/09/19/AEM.02186-16.abstract
低pH条件下对光滑球拟酵母质膜的影响
