Detection of Some Isoprenoids and the Influence of Diphenylamine on the Biosynthesis of Isoprenoid by Sporobolomyces shibatanus
- 作者
- YOSHIKO KAKUTANI
- 单位
- 京都大学理学部化学系，京都
- 杂志
- The Journal of Biochemistry（1966）
- DOI
- 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a128531
- 所属领域
- 代谢工程
- 关键词
- 阅读原文
- 查看 PDF 原文
解决的核心问题
研究 Sporobolomyces shibatanus 中类异戊二烯（类胡萝卜素、辅酶Q10、甾醇及未知醌）的组成，以及二苯胺（DPA）对其生物合成的影响。
研究策略
培养酵母细胞，经皂化提取、柱色谱分离和纸色谱鉴定，通过紫外吸收光谱测定各时期类异戊二烯含量，对比有无DPA条件下的变化。
核心内容
该研究以掷孢酵母 Sporobolomyces shibatanus 为对象，系统分析了其细胞内类异戊二烯代谢物的组成，并考察了二苯胺（DPA）对相关生物合成途径的抑制作用。通过皂化提取、柱色谱与纸色谱分离，结合紫外吸收光谱鉴定，作者在细胞中确认了β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、ζ-胡萝卜素、神经孢烯、番茄红素、麦角甾醇、辅酶Q10及一种未知醌的存在，其中CoQ10的纸层析Rf值与标准品一致（0.23），未知醌在己烷中于265和272 mμ处显示吸收峰，还原后光谱变化类似泛醌。在DPA处理实验中，对照组β-胡萝卜素含量为7.3 μg/g干重，而加药组降至0.6 μg/g，番茄红素由8.0 μg/g降至0.1 μg/g，γ-胡萝卜素和神经孢烯则完全检测不到。培养73小时后，总类胡萝卜素从32.0 μg/g降至0.5 μg/g，辅酶Q从46.0 μg/g降至26.2 μg/g，麦角甾醇由1262 μg/g降至698 μg/g。当DPA浓度为4.8×10⁻³ M时，类胡萝卜素几乎停止合成。这些结果表明DPA并非仅阻断类胡萝卜素去饱和步骤，而是对类异戊二烯途径的早期或共同环节具有广谱抑制效应，同时影响辅酶Q和甾醇等下游产物的积累。
创新点
首次在 Sporobolomyces shibatanus 中鉴定出CoQ10并发现一种未知醌；证实DPA不仅抑制类胡萝卜素合成，还抑制甾醇和辅酶Q的生成。
研究对象（3）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Sporobolomyces shibatanus | 类异戊二烯生物合成 | — | — | 能量供给 | CoQ10（辅酶Q10），作为电子传递载体，参与呼吸链；经纸层析与标准品比较鉴定 |
| Sporobolomyces shibatanus | 类异戊二烯生物合成 | — | — | 区室化 | 麦角甾醇，构成细胞膜组分，维持膜结构稳定性 |
| Sporobolomyces shibatanus | 类异戊二烯生物合成 | — | — | 能量供给 | 未知醌，吸收峰265/272 nm(己烷)、274 nm(乙醇)，还原行为类似泛醌，可能为CoQ类似物 |
关键发现
- 细胞中含有类胡萝卜素（β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、ζ-胡萝卜素、神经孢烯、番茄红素）及麦角甾醇、CoQ10和一种未知醌。纸层析鉴定CoQ10与标准品Rf一致(0.23)。未知醌在己烷中吸收峰为265和272 mμ，乙醇中为274 mμ，还原后光谱变化类似泛醌。在表II中，对照组的β-胡萝卜素含量为7.3 μg/g干重，加入DPA后降至0.6 μg/g
- 番茄红素由8.0 μg/g降至0.1 μg/g
- γ-胡萝卜素和神经孢烯在DPA组未检测到。表IV显示，培养73小时后，无DPA时总类胡萝卜素为32.0 μg/g，有DPA仅0.5 μg/g
- 辅酶Q由46.0 μg/g降至26.2 μg/g
- 麦角甾醇由1262 μg/g降至698 μg/g。DPA浓度为4.8×10⁻³ M时，类胡萝卜素几乎不被合成。
研究结论
DPA对类异戊二烯生物合成具有广谱抑制作用，不仅阻断类胡萝卜素的去饱和步骤，还影响辅酶Q和甾醇等其它类异戊二烯的合成，提示其作用于类异戊二烯途径的早期或共同环节。