生物转化2-苯乙醇辅因子NADH/NAD+的检测研究(3)
NAD++ADP+Pt→NADH+H++ATP
NADH+H++1/2O2→NAD++H2O
图1-1 葡萄糖发酵辅因子代谢流程图
Fig.1-1 flow chart of glucose metabolism fermentation of cofactors
在好氧条件下, 微生物以分子氧为最终电子受体,通过线粒体内的电子传递链将 NADH 氧化为 NAD+, 而在微氧或者厌氧条件下, NADH 的氧化则主要通过发酵途径实现。与电子传递链比较, 发酵途径氧化 NADH 效率较低, 导致胞内 NADH/NAD+比率升高。
葡萄糖代谢时直接经代谢所产生的ATP是十分的少的，而代谢产生的NADH或FADH2经由一个电子传递与氧化磷酸反应可产生大量的ATP。NADH 通过线粒体内的电子传递链, 利用氧作为最终电子受体,从而产生大量ATP共细胞生命活动所需，与此同时NADH 通过自身或所产生的ATP激活或抑制代谢途径中关键酶的活性，实现对细胞生命活动的调控，从而调控细胞生命周期。
1.3辅因子对发酵过程的影响
在许多发酵体系中经常采用调节氧化还原状态的办法来实现对菌体生长和代谢的改变，为了提高目标代谢产物的生产强度，对于糖酵解途径来说，提高其代谢速度的最优条件是同时保证细胞内较低ATP水平和较高的胞内NAD+水平。同时为了在微氧或厌氧条件文持微生物细胞内最佳的 NADH/NAD+比率或为进一步调节微生物代谢功能, 以促进目标代谢产物的生产, 通常采用添加电子受体、改变底物氧化还原状态和调节环境条件等策略以实现对 NADH/NAD+比率的调节。
葡萄糖通过糖酵解途径（EMP）产生磷酸烯醇式丙酮酸，并生成丙酮酸，丙酮酸有氧代谢生产NADH，辅因子的还原力用于苯丙氨酸经过艾氏途径生产苯乙醛，并在苯乙醇脱氢酶的存在下合成苯乙醇；另一方面丙酮酸产生的还原力用于乙醇的生成，两种代谢途径形成关于NADH的竞争性需求。因此研究NADH对于苯乙醇合成过程的监测，用于调控代谢过程的通路。NADH快速氧化成NAD+且文持一定的胞质NAD+浓度对细胞生长和物质代谢有着至关重要的作用。为了进一步提高糖酵解途径的代谢通量，胞质中的NADH必须充分氧化为NAD+以文持细胞内的氧化还原平衡，以满足糖酵解需要，以提高产量。
2 材料与方法
2.1材料与仪器设备
2.1.1仪器设备
(1)实验试剂
实验中用到的主要试剂如下：
甲醇（色普级）、四丁基氢氧化铵水溶液10%（AR）、无水乙醚（AR）、MgSO4（AR）、K2HPO4（AR）、NaCl（AR）、L-phe、马利干酵母（高糖型）、无水葡萄糖（AR）、35g/dLHCLO4（AR）、2mol/LKOH、2mol/LKOH乙醇（体积分数50%、AR）、1mol/LHCL（AR） 蒸馏水（色谱级）。
(2)实验仪器
实验中所涉及到的主要实验仪器如表2-1所示：
表2-1 实验设备
Tab 2-1 experimental equipment
实验仪器 仪器型号 生产厂家
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恒温摇床 DHZ-D 江苏太仓市实验设备厂
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