生產(chǎn)日本酒和醬油所需的酶是如何產(chǎn)生的?

五味勝也

人們知道曲菌產(chǎn)生各種生產(chǎn)釀造產(chǎn)品的酶類，但淀粉酶的生成會(huì)受糖的種類的制約，其機(jī)制到目前為止還未搞清。

研究者從淀粉酶基因的啟動(dòng)子解析發(fā)現(xiàn)了麥芽糖對(duì)表達(dá)控制所必要的堿基排列，同時(shí)又發(fā)現(xiàn)了與該排列結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子AmyR。這個(gè)轉(zhuǎn)錄因子若有缺損，α-淀粉酶基本上就不會(huì)產(chǎn)生，在淀粉培養(yǎng)基上的生成也會(huì)極其緩慢，由此可知AmyR是淀粉酶產(chǎn)生所必須的因子。

在AmyR基因的近處還存在著蛋白分解酶生成所必須的轉(zhuǎn)錄因子PrtR基因。在含有麥芽糖的培養(yǎng)基上，AmyR缺損菌株的繁殖與其母本株沒(méi)什么變化，由此可以想象到它還有其他可利用的機(jī)制。再經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)由麥芽糖輸送體（MalP）、麥芽糖酶（MalT）和與這些基因誘導(dǎo)表達(dá)相連的片段群。如果這些基因缺損，不僅在麥芽糖培養(yǎng)基上，在其他淀粉培養(yǎng)基上的生成也會(huì)很緩慢，α-淀粉酶的生成率也會(huì)很低。就是說(shuō)，這些與代謝麥芽糖相關(guān)的基因在淀粉酶基因的轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)上發(fā)揮著重要的作用。

此外，葡萄糖淀粉酶和蛋白酶幾乎不在液體培養(yǎng)基上產(chǎn)生，只在曲子這種固體培養(yǎng)基上大量生成，這其中的原因還至今沒(méi)搞清。本研究者在野田產(chǎn)業(yè)研究所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用其數(shù)據(jù)庫(kù)，以大曲培養(yǎng)產(chǎn)生葡萄糖淀粉酶的條件進(jìn)行瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)并生成該酶，發(fā)現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)錄因子FIbC。通過(guò)分析FIbC的基因破壞株，確認(rèn)了FIbC不僅對(duì)控制葡萄糖淀粉酶的產(chǎn)生，同時(shí)也是固體培養(yǎng)基生產(chǎn)酸性蛋白酶和中性蛋白酶等重要的蛋白酶基因表達(dá)控制所必須的轉(zhuǎn)錄因子。就是說(shuō)上述AmyA、PrtR和FIbC這些轉(zhuǎn)錄因子是葡萄糖淀粉酶和酸性蛋白酶等產(chǎn)生的必要因素。