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第 4 期 王大红，等: L-缬氨酸对 Streptomyces natalensis HW-2 合成纳他霉素的影响 ·713·

a—磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活；b—丙酮酸羧化酶活；c—柠檬
酸合成酶活；d—草酰乙酸质量浓度；e—柠檬酸质量浓度
图 6 缬氨酸对 TCA 的影响
Fig. 6 Effects of Val on TCA

影响。从图 6 可看出，PEPC、PC 和 CS 酶的活性随
缬氨酸的添加而发生变化，PEPC 和 PC 的活性在 60
h 时分别比对照组提高了 14.59%和 31.40%（图 6a
和 b）；而 CS 酶活性下降了 26.57%（图 6c）。添加
缬氨酸可提高 S. natalensis HW-2 发酵过程中 OAA

的含量，在 60 h 时提高了 53.28%（图 6d），而柠檬 图 7 缬氨酸对乙酸（a）、α-酮戊二酸（b）和丙酸（c）
酸浓度低于对照组约 27.01%（图 6e），OAA 含量的 质量浓度的影响
提高可为纳他霉素合成提供更多的前体物质。 Fig. 7 Effects of Val on the mass concentration of acetic
2.6 缬氨酸对胞外短链脂肪酸前体的影响 acid (a), α-ketoglutaric acid (b) and propionic acid
(c)
研究发现，许多氨基酸的代谢产物是一些代谢
产物的合成前体，如支链氨基酸，它们的代谢产物 2.7 缬氨酸对乙酰辅酶 A 生成的影响
包括乙酰 CoA、丙酰 CoA、异戊酰基 CoA 与丁酰 乙酰辅酶 A 是微生物体内重要的辅助因子之
CoA 等，这些物质都是大环内酯类抗生素生物合成 一，参与了包括抗生素合成、氨基酸代谢、脂肪酸
的前体 [20] 。纳他霉素是由Ⅰ型聚酮合成酶催化的通 代谢等在内的生化反应，乙酰辅酶 A 也是纳他霉素
过乙酸-丙二酸途径合成的一种大环内酯类天然产 生物合成的重要前体物质之一。添加缬氨酸后，胞
物，乙酸、丙酸和丁酸等二碳和三碳物质为其前体 [21] 。 内乙酰辅酶 A 含量的变化如图 8 所示。
为研究缬氨酸对纳他霉素前体供应的影响，测定了
细胞外短碳链有机酸含量的变化，结果如图 7 所示。
由图 7 可见，加入缬氨酸可使乙酸、α-酮戊二
酸和丙酸的浓度先提高后降低，这 3 种酸的质量浓
度均在 60 h 达到最大值，分别比对照组提高 16.98%、
15.40%和 10.65%（图 7a、b 和 c），而 60 h 后 3 种
酸的浓度与对照组无明显差异。结果表明，在 S.
natalensis HW-2 发酵过程中添加缬氨酸可促进短链脂
肪酸的产生，为纳他霉素的合成提供更多的前体物质。

图 8 添加缬氨酸对乙酰辅酶 A 生成的影响
Fig. 8 Effect of Val on the content of acetyl-CoA

由图 8 可知，乙酰辅酶 A 含量在 48~84 h 时明
显高于对照组，在 48 h 时与对照组相比提高了
47.19%。
因此，缬氨酸的添加促进了乙酰辅酶 A 的积累，
为纳他霉素的合成提供更多的前体。