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[酵母] 酵母家族



酵母家族

酵母菌是一些单细胞真菌,并非系统演化分类的单元。
目前已知有1000多种酵母,根据酵母菌产生孢子(子囊孢子和担孢子)的能力,可将酵母分成三类:
1)
子囊菌酵母;
2)
担子菌酵母;
3)
(假酵母),不形成孢子但主要通过芽殖来繁殖的酵母。
目前已知大部分酵母被分类到子囊菌门。酵母菌主要的生长环境是潮湿或液态环境,有些酵母菌也会生存在生物体内。
生理
酵母营专性或兼性好氧生活,目前未知专性厌氧的酵母。在缺乏氧气时,发酵型的酵母通过将糖类转化成为二氧化碳和乙醇来获取能量。
C6H12O6 (葡萄糖) →2C2H5OH + 2CO2
在酿酒过程中,乙醇被保留下来;在烤面包或蒸馒头的过程中,二氧化碳将面团发起,而酒精则挥发。
生殖
酵母可以通过出芽进行无性生殖,也可以通过形成子囊孢子进行有性生殖。无性生殖即在环境条件适合时,从母细胞上长出一个芽,逐渐长到成熟大小后与母体分离。在营养状况不好时,一些可进行有性生殖的酵母会形成孢子,在条件适合时再萌发。一些酵母,如假丝酵母(或称念珠菌,Candida)不能进行无性繁殖。
酵母菌的生长条件:
:酵母菌同其它活的有机体一样需要相似的营养物质,象细菌一样它有一套胞内和胞外酶系统,用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质.
:象细菌一样,酵母菌必须有水才能存活,但酵母需要的水分比细菌少,某些酵母能在水分极少的环境中生长,如蜂蜜和果酱,这表明它们对渗透压有相当高的耐受性。
:酵母菌能在pH 值为3-7.5 的范围内生长,最适pH 值为pH4.5-5.0
:在低于水的冰点或者高于47的温度下, 酵母细胞一般不能生长,最适生长温度一般在20~30之间。
:酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长,即酵母菌是兼性厌氧菌,在缺氧的情况下,酵母菌把糖分解成酒精和水。在有氧的情况下,它把糖分解成二氧化碳和水,在有氧存在时,酵母菌生长较快。
分离
多数酵母可以分离于富含糖类的环境中,比如一些水果(葡萄、苹果、桃等)或者植物分泌物(如仙人掌的汁)。一些酵母在昆虫体内生活。
用途
最常提到的酵母酿酒酵母(也称面包酵母)(Saccharomyces cerevisiae),自从几千年前人类就用其发酵面包和酒类,在酦酵面包和馒头的过程中面团中会放出二氧化碳。
因酵母属于简单的单细胞真核生物,易于培养,且生长迅速,被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物,也是遗传学和分子生物学的重要研究材料。
危害
有些酵母菌对生物或用具是有害的,例如红酵母(Rhodotorula)会生长在浴帘等潮湿的家具上;白色假丝酵母(或称白色念珠菌)(Candida albicans)会生长在阴道衬壁等湿润的人类上皮组织。

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酿酒酵母

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是第一个完成基因组测序的真核生物,测序工作于1996年完成。
组成
酿酒酵母的基因组包含大约1200万碱基对,分成16组染色体,共有6275个基因,其中可能约有5800个真正具有功能。
分类  
域:  真核域(Eukarya)  
界:  真菌界(Fungi)  
门:  子囊菌门(Ascomycota)  
纲:  半子囊菌纲(Hemiascomycetes)  
目:  酵母目(Saccharomycetales)  
科:  酵母科(Saccharomycetaceae)  
属:  酵母属(Saccharomyces)  
种:  酿酒酵母(S. cerevisiae)  
培养
酿酒酵母也是制作培养基中常用成分酵母提取物的主要原料。
应用
因为酿酒酵母与同为真核生物的动物和植物细胞具有很多相同的结构,又容易培养,酵母被用作研究真核生物的模式生物,也是目前被人们了解最多的生物之一。在人体中重要的蛋白质很多都是在酵母中先被发现其同源物的,其中包括有关细胞周期的蛋白、信号蛋白和蛋白质加工酶。

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毕赤酵母

1.巴斯德毕赤酵母
    巴斯德毕赤酵母是甲醇营养型酵母中的一类能够利用甲醇作为唯一碳源和能源的酵母菌。与其它酵母一样,在无性生长期主要以单倍体形式存在,当环境营养限制时,常诱导2个生理类型不同的接合型单倍体细胞交配,融合成双倍体。
    巴斯德毕赤酵母的另一个生物学特点是,甲醇代谢所需的醇氧化酶被分选到过氧化物酶体中,形成区域化。以葡萄糖作碳源时,菌体中只有1个或很少几个小的过氧化物酶体,而以甲醇作碳源时,过氧化物酶体几乎占到整个细胞体积的80%,AOX增至细胞总蛋白的35%-40%。因此,当在AOX基因前利用同源重组方式插入外源蛋白基因时,可获得大量表达。同时,根据甲醇酵母这种可以形成过氧化物酶体的特性,既可利用该系统表达一些毒性蛋白和易被降解的酶类,也可用以研究细胞特异区域化的生物发生及其机制和功能,为高等动物类似的研究提供启示。
2.毕赤酵母
    Koichi Ogata等人于1969年首次发现了某些酵母可以利用甲醇为唯一碳源和能源生长(Ogata, et a1.1969 ),此后,用甲醇利用型酵母生产单细胞蛋白作为动物饲料的潜力就引起了广泛关注。1987年,Cregg等人首次报道了用甲醇营养型酵母表达乙型肝炎表面抗原(HbsAg随后Philip Petroleum公司与Salk Institute Biotechnology/Industrial Associates(SIBIA)就开始了毕赤酵母表达系统的合作开发。SIBIA.的研究人员分离了AOX基因的启动子和宿主菌株,构建了载体,并开发出了相应的毕赤酵母基因操作技术,结合Philip Petroleum公司生产单细胞蛋白的发酵工艺,实现了外源蛋白的高效表达。1993年,Philip Petroleum公司将毕赤酵母表达系统的专利卖给Research Corporation Technologies公司,并委托Invitrogea公司进行有关产品销售。

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