基本信息

拉丁綱名 Ascomycetes

中文綱名 子囊菌綱

拉丁目名 Pezizales

中文目名 盤菌目

拉丁科名 Pezizaceae

中文科名 盤菌科

拉丁名 Saccharomyces uvarum

中文名 葡萄汁酵母

定名人 Beijer.

參考文獻 Pezizaceae

形態特征

葡萄汁酵母菌(Saccharomyces uvarum(Beijerinck))為出發菌株，通過對其培養基的優化來提高輔酶O10產量。確定了菌種最佳培養時間為36h，初步確定最佳培養基組成為蔗糖4%，可溶性淀粉0.2%，酵母菌浸粉4%，蛋白胨1%，NaCl 0.5%，pH7.0時輔酶Q10產量最大為48.54mg/L，其中蔗糖對發酵產輔酶Q10影響顯著。用于釀造威士忌。培養基2，最適培養溫度28-30℃。

類型

1、20個基因與生物代謝包括生物大分子的合成、呼吸鏈能量代謝以及藥物代謝等有關;

2、16個基因與基因表達調控相關，包括轉錄、轉錄后加工、翻譯、翻譯后加工和蛋白質運輸等;

3、1個基因是編碼膜運輸蛋白的;

4、7個基因與DNA合成、修復有關;

5、7個基因與信號轉導有關;

6、17個基因與細胞周期有關。現在，人們發現有越來越多的人類基因可以補償酵母的突變基因，因而人類與酵母的互補基因的數量已遠遠超過過去的統計。

在酵母中進行功能互補實驗無疑是一種研究人類基因功能的捷徑。如果一個功能未知的人類基因可以補償酵母中某個具有已知功能的突變基因，則表明兩者具有相似的功能。而對于一些功能已知的人類基因，進行功能互補實驗也有重要意義。例如與半乳糖血癥相關的三個人類基因GALK2(半乳糖激酶)、GALT(UDP-半乳糖轉移酶)和GALE(UDP-半乳糖異構酶)能分別補償酵母中相應的GAL1、GAL7、GAL10基因突變。在進行互補實驗以前，人類和酵母的乳糖代謝途徑都已十分清楚，對有關幾種酶的活性檢測法也十分健全，并已獲得其純品，可以進行一系列生化分析。隨著人類三個半乳糖血癥相關基因的克隆分離成功，功能互補實驗成為可能，從而在遺傳學水平進一步確證了人類半乳糖血癥相關基因與酵母基因的保守性。人們又將這一成果予以推廣，利用酵母系統進行半乳糖血癥的檢測和基因治療，如區別真正的突變型和遺傳多態性，在酵母中模擬多種突變型的組合表型，或篩選基因內或基因間的抑制突變等。這些方法也同樣適用于其它遺傳病的研究。

利用異源基因與酵母基因的功能，還能使酵母成為其它生物新基因的篩查工具。通過使用特定的酵母基因突變株，對人類cDNA表達文庫進行篩選，從而獲得互補的克隆。如Tagendreich等利用酵母的細胞分裂突變型(cdcmutant)分離到多個在人類細胞有絲分裂過程中起作用的同源基因。利用此方法，人們還克隆分離到了農作物、家畜和家禽等的多個新基因。為了充分發揮酵母作為模式生物的作用，除了發展酵母生物信息學和健全異源基因在酵母中進行功能互補的研究方法外，通過建立酵母最小的基因組也是一個可行的途徑。酵母最小的基因組是指所有明顯豐余的基因減少到允許酵母在實驗條件下的合成培養基中生長的最小數目。人類cDNA克隆與酵母中功能已知基因缺陷型進行遺傳互補可以確定人類新基因的功能，但是這種互補實驗會受到酵母基因組中其它豐余基因的影響。如果構建的酵母最小基因組中所保留的基因可以被人類或者病毒的DNA序列完全替換，那么替換后的表型將完全取決于外源基因，這將成為一種篩選抗癌和抗病毒藥物的分析系統。

應用

單細胞真核生物的酵母菌具有比較完備的基因表達調控機制和對表達產物的加工修飾能力。釀酒酵母(Saccharomyces.Cerevisiae)在分子遺傳學方面被人們的認識最早，也是最先作為外源基因表達的酵母宿主。1981年釀酒酵母表達了第一個外源基因----干擾素基因，隨后又有一系列外源基因在該系統得到表達干擾素和胰島素雖然已經利用釀酒酵母大量生產并被廣泛應用，當利用釀酒酵母制備時，實驗室的結果很令人鼓舞，但由實驗室擴展到工業規模時，其產量迅速下降。原因是培養基中維特質粒高拷貝數的選擇壓力消失質粒變得不穩定，拷貝數下降。拷貝數是高效表達的必備因素，因此拷貝數下降，也直接導致外源基因表達量的下降。同時，實驗室用培養基成分復雜且昂貴，當采用工業規模能夠接受的培養基時，導致了產量的下降。為克服釀酒酵母的局限，1983年美國Wegner等人最先發展了以甲基營養型酵母(methylotrophicyeast)為代表的第二代酵母表達系統。甲基營養型酵母包括：Pichia、Candida等.以Pichia.pastoris(畢赤巴斯德酵母)為宿主的外源基因表達系統近年來發展最為迅速，應用也最為廣泛。畢赤酵母系統的廣泛應用，原因在于該系統除了具有一般酵母所具有的特點外。

酵母的工業發展史早在公元3000年前，人類開始利用酵母來制作發酵產品。最早在市場上銷售的產品是酵母泥，這種產品的特點是發酵速度快，但運輸和使用不便，產品的商業化受到了一定的限制。從銷售酵母泥算起，把制造酵母作為一種工業來看，酵母工業的發展已有200余年的歷史了。酵母已成為世界上研究最多的微生物之一，是當今生物技術產品研究開發的熱點和現代生物技術發展、基因組研究的模式系統。

目前，全球酵母生產能力總計(以干酵母計)超過100萬噸，年銷售收入超過25億美元。

20世紀80年代以來，中國酵母工業取得了跨越式發展，擁有了暢銷全球的自主創新品牌，酵母產品的研究、生產和應用達到了國際先進水平，其中規模最大的安琪酵母股份有限公司設立有酵母工業國家級企業技術中心、企業博士后科研工作站、國家認可實驗室，安琪商標為中國馳名商標。中國已成為全球重要的酵母生產國和供應國，2005年度中國酵母產品出口2萬多噸，實現出口創匯5000多萬美元。

還有以下幾個優點：

1.具有醇氧化酶AOX1基因啟動子，這是目前最強，調控機理最嚴格的啟動子之一。

2.表達質粒能在基因組的特定位點以單拷貝或多拷貝的形式穩定整合。

3.菌株易于進行高密度發酵，外源蛋白表達量高。

4.畢赤酵母中存在過氧化物酶體，表達的蛋白貯存其中，可免受蛋白酶的降解，而且減少對細胞的毒害作用。Pichia.pastoris基因表達系統經過近十年發展，已基本成為較完善的外源基因表達系統，具有易于高密度發酵，表達基因穩定整合在宿主基因組中，能使產物有效分泌并適當糖基化，培養方便經濟等特點。利用強效可調控啟動子AOX1，已高效表達了HBsAg、TNF、EGF、破傷風毒素C片段、基因工程抗體等多種外源基因，證實該系統為高效、實用、簡便，以提高表達量并保持產物生物學活性為突出特征的外源基因表達系統，而且非常適宜擴大為工業規模。

目前美國FDA已能評價來自該系統的基因工程產品，最近來自該系統的Cephelon制劑已獲得FDA批準，所以該系統被認為是安全的.Pichia.pastoris表達系統在生物工

程領域將發揮越來越重要的作用，促進更多外源基因在該系統的高效表達，提供更為廣泛的基因工程產品。

JohnsHopkins大學研究人員成功運用新技術從酵母基因組中找到一些和在酵母細胞分裂時將復制的染色體聚集以保護細胞分裂時酵母遺傳完整性相關的基因。