微生物合成3-甲硫基丙醇的研究現(xiàn)狀

馬景浩，王 洋，張玉姣，成柳潔，滕 超，李秀婷，范光森*

（1.北京工商大學(xué) 食品與健康學(xué)院，北京 100048；2.北京工商大學(xué) 北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京 100048；3.濟(jì)南海關(guān)技術(shù)中心 德州實(shí)驗(yàn)室，山東 德州 253000）

3-甲硫基丙醇（俗稱菠蘿醇）是一種重要的含硫高級醇，常溫下為易流動的淡黃色液體，低濃度時(shí)具有強(qiáng)烈的肉類芬芳香氣，天然存在于蘋果、番茄、醬油、奶酪、白酒、葡萄酒、啤酒、威士忌、白蘭地等食品或飲料中，能賦予眾多食品其特有的風(fēng)味[1]。3-甲硫基丙醇香氣閾值低，在1～3 mg/L之間即可表現(xiàn)出一種令人愉悅的、肉類的或者烤制奶酪的香氣，是調(diào)配肉味香精的重要香料之一，是國家允許使用的食品用香料，廣泛應(yīng)用于香精香料調(diào)配和食品增香，是一類應(yīng)用非常廣泛的食用香料化合物，市場需求量大[2-3]。

目前，3-甲硫基丙醇的生產(chǎn)方法包括化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法，其中化學(xué)合成法是目前3-甲硫基丙醇生產(chǎn)的主要方法。化學(xué)合成法雖然成本低，但卻存在合成過程污染較大等問題，不能滿足消費(fèi)者日益對環(huán)保、綠色和純天然香精香料青睞的需求。由于生物轉(zhuǎn)化制備天然3-甲硫基丙醇具有構(gòu)型單一、綠色環(huán)保，成為近年來生產(chǎn)3-甲硫基丙醇的重要發(fā)展方向[4]。相關(guān)研究表明，微生物，尤其是酵母能代謝L-蛋氨酸發(fā)酵合成3-甲硫基丙醇，是生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)天然3-甲硫基丙醇的有效途徑。目前，有關(guān)微生物發(fā)酵合成3-甲硫基丙醇的研究相對較少，需要對其進(jìn)行深入研究。本文正是基于微生物合成3-甲硫基丙醇的重要性，通過對微生物合成3-甲硫基丙醇的主要微生物及其代謝途徑中的關(guān)鍵酶進(jìn)行簡述，加強(qiáng)對微生物產(chǎn)天然3-甲硫基丙醇研究現(xiàn)狀的了解，為相關(guān)研究提供參考。

1 3-甲硫基丙醇在食品中的作用

3-甲硫基丙醇具有強(qiáng)烈的甜香、湯或肉樣香氣，早在1973年美國食用香料與提取物制造者協(xié)會（Flavour and Extract Manufactuere's Association，F(xiàn)EMA）將其確定為一般認(rèn)為安全的香料物質(zhì)，在食品中建議用量為0.1～50 mg/kg[5]，1986年，我國相關(guān)食品國家標(biāo)準(zhǔn)也將其列為暫時(shí)允許使用的食品香料。3-甲硫基丙醇特有的肉香味及其低閾值特性，對眾多食品呈現(xiàn)獨(dú)特的風(fēng)味發(fā)揮了重要的作用，如在切達(dá)干酪、藍(lán)奶酪、卡門培爾干酪等奶酪中呈現(xiàn)發(fā)酵卷心菜的獨(dú)特氣味，能很容易在奶酪中被辨識出，是奶酪整體風(fēng)味的重要組成部分[6-7]；盡管3-甲硫基丙醇是否是芝麻香型白酒中的特征風(fēng)味物質(zhì)存有爭論，但其在部分品牌芝麻香型白酒的風(fēng)格形成中發(fā)揮著重要作用，并且在豉香型白酒及果酒的呈味中也具有重要的貢獻(xiàn)，表現(xiàn)出花椰菜和煮熟蔬菜的香氣，對風(fēng)味品質(zhì)的貢獻(xiàn)顯著[1，8]；3-甲硫基丙醇是黃酒中的重要含硫化合物，在清爽型黃酒中香氣強(qiáng)度較高，主要賦予黃酒青香和煮熟蔬菜的氣味，豐富黃酒的香氣[9]；3-甲硫基丙醇也是葡萄酒中重要的風(fēng)味物質(zhì)，能賦予葡萄酒煮土豆味，豐富其風(fēng)味[10]。除此之外，因其具有甜的肉及肉湯氣味，3-甲硫基丙醇是調(diào)配肉味香精的重要原料，還可用于調(diào)配諸如水果、蔬菜、醬油、酒等眾多食用香精，用途廣泛[11]。

2 3-甲硫基丙醇的生產(chǎn)方法

2.1 化學(xué)合成法

化學(xué)合成方法因具有成本低、合成快、產(chǎn)物濃度高的優(yōu)勢，一直是3-甲硫基丙醇主流的生產(chǎn)方法。目前，有關(guān)3-甲硫基丙醇的化學(xué)合成方法主要有四種：①采用甲硫醇和烯丙醇的加成反應(yīng)。②利用3-氯-1-丙醇和甲硫醇鈉在醚中進(jìn)行取代反應(yīng)。③采用烯丙基甲基硫醚的分解反應(yīng)。④3-巰基-1-丙醇和硫酸二甲酯的取代反應(yīng)（圖1）[11]。其中，前兩種反應(yīng)是目前實(shí)際生產(chǎn)中所采用的方法，相關(guān)研究也較多。劉玉平等[11]以3-氯-1-丙醇和甲硫醇鈉為原料，在相轉(zhuǎn)移催化劑四甲基溴化銨的作用下發(fā)生取代反應(yīng)，制得了純度較高的3-甲硫基丙醇，產(chǎn)率達(dá)到81%。雖然，化學(xué)合成成本低廉，但存在的一些諸如原料毒性高、生產(chǎn)過程中的毒副產(chǎn)物難以去除及污染較大等問題引起關(guān)注，在一定程度上限制了其在工業(yè)化生產(chǎn)中的長期使用，必須拓展新的生產(chǎn)方法[12]。

圖1 3-甲硫基丙醇的4種化學(xué)合成方法Fig.1 Four chemical synthesis methods for 3-methithiopropanol

2.2 微生物合成法

有關(guān)研究表明，微生物可以將甲硫氨酸轉(zhuǎn)化為3-甲硫基丙醇[7，13]。如，BUZZINI P等[13]篩選獲得10株能夠轉(zhuǎn)化氨基酸生成3-甲硫基丙醇的酵母菌株，產(chǎn)量在0.04～0.40 g/L。雖然，當(dāng)前微生物轉(zhuǎn)化合成3-甲硫基丙醇的速率不及化學(xué)方法，但由于其具有反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物構(gòu)型單一、綠色環(huán)保、所用原料安全無污染等特點(diǎn)，成為近年來制備“綠色”和“天然”的3-甲硫基丙醇的重要發(fā)展方向。

2.2.1 生產(chǎn)3-甲硫基丙醇的天然菌株

當(dāng)前，國內(nèi)外有關(guān)微生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)天然3-甲硫基丙醇的研究相對較少，能夠產(chǎn)生3-甲硫基丙醇的微生物種類不多，主要集中于酵母菌株（表1）。已報(bào)道能夠產(chǎn)3-甲硫基丙醇的菌株包括釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、乳酸克魯維酵母（Kluyveromyces lactis）、漢遜德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）、酒類酒球菌（Oenococcus oeni）、擔(dān)子菌酵母（Basidiomycetous yeasts）、解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）、魯氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）、擬威爾酵母（Williopsis）等[4，13-21]。目前，天然微生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)3-甲硫基丙醇的能力相對較弱，CASTILLO-LOZANO M L D等[7]通過搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)5株酵母菌株，其中乳酸克魯維酵母KL640和釀酒酵母SC45能轉(zhuǎn)化生成3-甲硫基丙醇，產(chǎn)量分別為14.51 mg/L和25.70 mg/L；BUZZINI P等[13]從37株擔(dān)子菌酵母中獲得10株可以生成3-甲硫基丙醇的酵母，其產(chǎn)量在0.04～0.40 g/L；侯晟等[4]優(yōu)化了釀酒酵母SC408發(fā)酵合成3-甲硫基丙醇的條件，在最優(yōu)條件下，該菌株所產(chǎn)3-甲硫基丙醇的量達(dá)到1.6 g/L；為進(jìn)一步提高釀酒酵母SC408發(fā)酵合成3-甲硫基丙醇的產(chǎn)量，王成濤等[22]采用發(fā)酵-分離耦合技術(shù)降低3-甲硫基丙醇對細(xì)胞的毒害作用，最終產(chǎn)量可達(dá)2.26 g/L，為已報(bào)道天然菌株中所產(chǎn)3-甲硫基丙醇最高產(chǎn)量；另外，WILLIAMS A G等[23]從切達(dá)干酪中分離獲得29株能產(chǎn)3-甲硫基丙醇的乳酸菌，產(chǎn)量也較低，在0.04～0.30 g/L之間。天然菌株所產(chǎn)3-甲硫基丙醇普遍低的現(xiàn)象（幾乎都低于0.1 g/L），成為采用天然菌株進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)3-甲硫基丙醇最主要的限制因素[24]。

表1 產(chǎn)3-甲硫基丙醇的天然菌株Table 1 Natural strains that produce 3-methylthiopropanol

續(xù)表

2.2.2 生產(chǎn)3-甲硫基丙醇的基因工程菌

隨著人們對天然生產(chǎn)的3-甲硫基丙醇的需求增加以及基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的學(xué)者開始采用分子生物學(xué)技術(shù)對菌株進(jìn)行改造，以此實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)3-甲硫基丙醇的工程菌株。劉麗等[26]通過過表達(dá)釀酒酵母S288C中的氨基轉(zhuǎn)移酶ARO8基因構(gòu)建工程菌ARO8，工程菌所產(chǎn)3-甲硫基丙醇達(dá)到0.76 g/L，相比野生型S288C提高了28.8%；溫明顯等[3]通過過表達(dá)釀酒酵母INVSc1中的脫羧酶基因ARO10構(gòu)建了釀酒酵母轉(zhuǎn)化子SC10-1，其產(chǎn)3-甲硫基丙醇的量相比天然菌株提高了55.2%，達(dá)到0.90 g/L；YIN S等[27]通過共表達(dá)氨基轉(zhuǎn)移酶基因ARO8和ARO10構(gòu)建了釀酒酵母轉(zhuǎn)化子S810，在搖瓶水平上，該工程菌所產(chǎn)3-甲硫基丙醇達(dá)到1.27 g/L，通過分批補(bǔ)料發(fā)酵罐培養(yǎng)，產(chǎn)量達(dá)到3.24 g/L；ETSCHMANN M M W等[24]通過分批補(bǔ)料發(fā)酵方法實(shí)現(xiàn)了工程菌釀酒酵母CEN.PK113-7D高產(chǎn)3-甲硫基丙醇的目的，產(chǎn)量可達(dá)3.5 g/L；楊雪蓮等[28]優(yōu)化了過表達(dá)脫羧酶基因ARO10的釀酒酵母工程菌合成3-甲硫基丙醇的發(fā)酵條件，在最優(yōu)條件下，工程菌株所產(chǎn)3-甲硫基丙醇可達(dá)4.38 g/L，為已報(bào)道中的最高水平。部分產(chǎn)3-甲硫基丙醇的基因工程菌株見表2，由表2可知，通過基因改造可以實(shí)現(xiàn)3-甲硫基丙醇產(chǎn)量的大幅度提高，為工業(yè)化應(yīng)用微生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)3-甲硫基丙醇打下基礎(chǔ)。

表2 產(chǎn)3-甲硫基丙醇的基因工程菌株Table 2 Genetically engineered strains producing 3-methylthiopropanol

3 微生物生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)3-甲硫基丙醇的關(guān)鍵基因和酶

在酵母細(xì)胞中，Ehrlich途徑是生物轉(zhuǎn)化生成高級醇的最重要的途徑[2]。3-甲硫基丙醇是高級醇的一種，可以由蛋氨酸經(jīng)過Ehrlich途徑代謝產(chǎn)生[34]。在3-甲硫基丙醇的生物合成過程中，如果沒有蛋氨酸，3-甲硫基丙醇幾乎不產(chǎn)生，這足以表明Ehrlich途徑在合成3-甲硫基丙醇中的重要性[24]。在Ehrlich途徑中，首先，蛋氨酸在氨基轉(zhuǎn)移酶（aminotransferase）作用下發(fā)生轉(zhuǎn)氨基作用生成α-酮-γ-甲硫基丁酸（α-keto-γ-（methylthio）butyrate，KMBA），然后在脫羧酶（decarboxylase）作用下生成3-甲硫基丙醛，最后在乙醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase，ADH）作用下發(fā)生還原反應(yīng)生成3-甲硫基丙醇[24，35]。

圖2 微生物轉(zhuǎn)化L-蛋氨酸產(chǎn)3-甲硫基丙醇的Erich途徑Fig.2 Erich pathway of microbial transformation of L-methionine to produce 3-methylthiopropanol

3.1 氨基轉(zhuǎn)移酶

在Ehrich途徑中具有轉(zhuǎn)氨作用的基因有4種，分別為BAT1、BAT2、ARO8和ARO9[2]。CHOLET O等[36]對漢斯德巴氏酵母菌（Debaryomyces hansenii）、馬克斯克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）和解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）中的86個(gè)基因進(jìn)行了脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）微陣列分析，發(fā)現(xiàn)能高效同化L-蛋氨酸的解脂耶氏酵母中，與釀酒酵母同源的基因BAT2和ARO8表達(dá)量較高，表明這兩種轉(zhuǎn)氨酶在酵母通過Ehrich途徑轉(zhuǎn)化蛋氨酸生成3-甲硫基丙醇中起到一定的作用。研究表明，基因BAT1編碼線粒體氨基轉(zhuǎn)移酶BAT1p，優(yōu)先參與支鏈氨基酸（BCAAs）的生物合成，BAT2則編碼細(xì)胞質(zhì)氨基轉(zhuǎn)移酶BAT2p，參與BCAAs的分解代謝，兩者在3-甲硫基丙醇的合成中起到的作用較小，而在合成其他高級醇中的作用顯著[37-40]。基因ARO8和ARO9則分別編碼Aro8p和Aro9p，兩者作用的底物是芳香族氨基酸，分別被稱為芳香族氨基酸轉(zhuǎn)移酶Ⅰ和Ⅱ[41-42]。Aro8p屬于組成型表達(dá)蛋白，是主要的芳香族氨基酸轉(zhuǎn)移酶，它的表達(dá)易受到氨基酸合成代謝的影響；Aro9p則是一種誘導(dǎo)表達(dá)蛋白，其表達(dá)受到氮源調(diào)控以及ARO8基因缺失等因素的影響。在已有研究中發(fā)現(xiàn)，雖然L-蛋氨酸不是芳香族氨基酸，但其代謝過程與芳香族氨基酸相似，基因ARO8和ARO9在利用L-蛋氨酸合成3-甲硫基丙醇中起到重要的作用[42-43]。Aro8p和Aro9p都具有廣泛的底物特異性，其表達(dá)水平在以L-蛋氨酸為唯一氮源、葡萄糖受限的條件下較高，Aro8p表現(xiàn)出較強(qiáng)的催化蛋氨酸轉(zhuǎn)氨基生物活性[2，43-44]。URRESTARAZU A等[43]研究表明，單獨(dú)缺失ARO8或ARO9基因的釀酒酵母都能在含有蛋氨酸存在的基礎(chǔ)培養(yǎng)基上生長，而同時(shí)缺失ARO8和ARO9基因后則無法生長，通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ARO8基因編碼的芳香族氨基酸轉(zhuǎn)移酶I不僅對芳香族氨基酸具有轉(zhuǎn)氨作用，而且還對蛋氨酸、α-氨基乙二酸和亮氨酸具有轉(zhuǎn)氨活性，ARO9基因編碼的芳香族氨基酸轉(zhuǎn)移酶II同樣具有較寬廣的底物特異性。YIN S等[27]研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)ARO8基因提高的芳香族氨基酸轉(zhuǎn)移酶活性明顯高于過表達(dá)ARO9基因所獲得的活性，表明相比芳香族氨基酸轉(zhuǎn)移酶II，芳香族氨基酸轉(zhuǎn)移酶I在轉(zhuǎn)化L-蛋氨酸合成3-甲硫基丙醇中效果更為明顯。DEED R C等[25]研究表明，單獨(dú)缺失基因ARO8可使釀酒酵母BY4743合成3-甲硫基丙醇的能力下降44%，使商用葡萄酒酵母F15合成3-甲硫基丙醇的能力降低92%；單獨(dú)缺失ARO9基因?qū)︶劸平湍窧Y4743合成3-甲硫基丙醇沒有影響，然而卻使菌株F15的3-甲硫基丙醇含量相比野生型菌株提高了46%。另外，相關(guān)研究還表明，轉(zhuǎn)氨酶的轉(zhuǎn)氨作用具有可逆性，Aro8p和Aro9p可以催化α-KMBA發(fā)生轉(zhuǎn)氨作用產(chǎn)生L-蛋氨酸[45-46]。綜上可見，酵母通過Ehrlich途徑合成3-甲硫基丙醇中轉(zhuǎn)氨酶Aro8p所發(fā)揮的轉(zhuǎn)氨作用最為重要。

3.2 脫羧酶

在轉(zhuǎn)氨酶的作用下，L-蛋氨酸轉(zhuǎn)化為α-KM BA，α-KMBA則在脫羧酶作用下生成3-甲硫基丙醛，這種醛也具有獨(dú)特的肉香味，對番茄、奶酪和醬油呈味也發(fā)揮重要的作用[47-48]。脫羧酶與轉(zhuǎn)氨酶不同，在Ehrlich途徑中是不可逆的[2]。VURALHAN Z等[48-49]研究了釀酒酵母CEN.PK113-7D中的脫羧酶，結(jié)果表明其擁有5個(gè)候選基因可以編碼：ARO10（YDR380w）、THI3（YDL080c）、PDC1（YLR044c）、PDC5（YLR134w）和PDC6（YGR087c），表達(dá)的脫羧酶屬于硫胺二磷酸依賴性脫羧酶[27]。ARO10基因編碼的脫羧酶具有廣泛的底物特異性，尤其對芳香族氨基酸具有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)氨活性，是產(chǎn)生支鏈和含硫雜醇類的關(guān)鍵貢獻(xiàn)者，尚未發(fā)現(xiàn)THI3編碼具有活性的脫羧酶，PDC1基因和PDC5基因編碼為丙酮酸脫羧酶，與ARO10基因編碼的脫羧酶類似，對所有支鏈和含硫的2-oxo酸均表現(xiàn)出活性，兩者中一種的缺失都會激發(fā)另一種的大量表達(dá)，而PDC6僅能在含低硫的條件下表達(dá)，并且PDC5基因編碼的脫羧酶脫羧效率與PDC1基因編碼的相當(dāng)，而PDC6基因編碼的脫羧酶的脫羧效率最低[50-52]。

VURALHAN Z等[48]研究發(fā)現(xiàn)，在以苯丙氨酸、亮氨酸或蛋氨酸為唯一氮源時(shí)，5種脫羧酶基因中只有ARO10基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)，其中使用L-Met作為唯一氮源時(shí)，ARO10基因的轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)15倍，當(dāng)其他四個(gè)基因失活時(shí)，ARO10能編碼足夠量的苯丙酮酸脫羧酶活性[49]。PERPETE P等[35]研究發(fā)現(xiàn)，KMBA在Ydr380wp作用下可脫羧生成3-甲硫基丙醛，若Ydr380wp失活，釀酒酵母不能將L-蛋氨酸轉(zhuǎn)化為3-甲硫基丙醇，而缺失其他四個(gè)脫羧酶仍能轉(zhuǎn)化3-甲硫基丙醇，由此推測KMBA的脫羧作用受Ydr380wp特異性影響。LIU B等[21]研究發(fā)現(xiàn)，鹽度可以提高魯氏接合酵母中ARO10基因的表達(dá)，從而增加其合成3-甲硫基丙醇的含量。YIN S等[27]通過基因過表達(dá)研究同樣發(fā)現(xiàn)，ARO10基因的過表達(dá)可顯著提高細(xì)胞脫羧酶活性，從而提高了3-甲硫基丙醇的產(chǎn)量。由此可見，5種脫羧酶中，ARO10基因所編碼的脫羧酶對酵母通過Ehrlich途徑合成3-甲硫基丙醇更為重要。

3.3 醇脫氫酶

在Ehrlich途徑中，3-甲硫基丙醇合成的最后一步是氧化還原反應(yīng)，其由3-甲硫基丙醛在醇脫氫酶的作用下發(fā)生還原反應(yīng)而生成的，這一步是非限制性速度，不限制3-甲硫基丙醇的轉(zhuǎn)化速度，因?yàn)榻湍钢写嬖谠S多乙酸脫氫酶，可被其中的任何一種催化完成[2]。

BOER V M等[53]研究發(fā)現(xiàn)，醛的氧化或還原受培養(yǎng)條件的影響，在葡萄糖限制型的恒化培養(yǎng)基中，當(dāng)進(jìn)行有氧發(fā)酵時(shí)大部分醛被氧化為酸，進(jìn)行無氧發(fā)酵時(shí)大部分醛被還原為醇。VALLET A等[54]研究表明，僅有的能合成3-甲硫基丙醇細(xì)菌-酒類酒球菌IOEB 8406中存在乙醇脫氫酶（ADH）活性，在3-甲硫基丙醇的合成中起到重要的作用。DICKINSON J R等[55]采用13C核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）和氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）分析發(fā)現(xiàn)，醇脫氫酶Adh1p、Adh2p、Adh3p、Adh4p、Adh5p和Sfa1p中的任何一種都能將醛轉(zhuǎn)化成3-甲硫基丙醇。然而，CHE Y X等[31]分析了在添加3-甲硫基丙醛的條件下酵母中7個(gè)ADH基因的表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有ADH4表達(dá)量明顯增加，在釀酒酵母S288c中過表達(dá)ADH4后，3-甲硫基丙醇產(chǎn)量明顯增加，這表明不同醇脫氫酶在合成3-甲硫基丙醇中的重要性不同，有待進(jìn)一步研究。

3.4 脫甲硫基酶

在Ehrlich途徑中，L-蛋氨酸或其衍生物α-KMBA可以通過脫甲基化轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生甲硫醇（methanthiol，MTL），從而對3-甲硫基丙醇的合成產(chǎn)生影響，具有脫甲硫基功能的酶有胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine γ-lyase，CGL）和胱硫醚-β-裂解酶（cystathionine β-lyase，CBL）等[35]。KNOLL C等[56]研究發(fā)現(xiàn)酒類酒球菌中胱硫醚-γ/β-裂解酶似乎參與了蛋氨酸代謝途徑生成甲硫醇，在過表達(dá)胱硫醚-γ-裂解酶基因的菌株中，顯著增加了蛋氨酸的分解，產(chǎn)生了更多的甲硫醇。JIA K Z等[57]研究發(fā)現(xiàn)胱氨酸-β-裂解酶（CBL）可以將蛋氨酸和KMBA降解為甲硫醇，是合成甲硫醇的限速酶。然而，劉麗等[30]敲除胱硫醚-γ-裂解酶基因后，釀酒酵母S288c所產(chǎn)3-甲硫基丙醇產(chǎn)量降低，推測可能除了胱硫醚-γ-裂解酶外，還有其他酶參與了L-蛋氨酸的去甲基化。ZHANG Q等[58]在粉紅螺旋聚孢霉和釀酒酵母中過表達(dá)E3-泛素-蛋白連接酶HUWE1后顯著提高了去甲基硫醇途徑中甲硫醇及其衍生物的生物合成，而抑制了Ehrlich途徑中的3-甲硫基丙醛和3-甲硫基丙醇的生物合成。由此可見，影響Ehrlich途徑的支路上的酶對于3-甲硫基丙醇合成也具有重要影響。

4 展望

3-甲硫基丙醇是許多食品中的重要風(fēng)味物質(zhì)，隨著人們對天然添加劑3-甲硫基丙醇需求的增加，微生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)3-甲硫基丙醇成為滿足消費(fèi)者需求的重要方法。但已報(bào)道的天然菌株中具有高產(chǎn)3-甲硫基丙醇的菌株較少，需要進(jìn)一步篩選高產(chǎn)產(chǎn)3-甲硫基丙醇的天然菌株，另外，可以利用基因工程對天然菌株進(jìn)行改造，如可以通過過表達(dá)Ehrlich途徑中的關(guān)鍵酶，也可以敲除胱硫醚-γ-裂解酶基因，減少蛋氨酸的支路代謝，從而提高3-甲硫基丙醇的產(chǎn)量，再次，也可以通過在發(fā)酵過程中分離出發(fā)酵產(chǎn)物3-甲硫基丙醇以減少其對微生物的毒性，從而連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)化生成3-甲硫基丙醇。隨著對微生物研究的深入，也可利用微生物群落法對不同的微生物進(jìn)行最佳組合從而獲得3-甲硫基丙醇的最大產(chǎn)量。由此可見，通過傳統(tǒng)篩選方法、分子生物技術(shù)及發(fā)酵技術(shù)等組合可以實(shí)現(xiàn)生物法高效轉(zhuǎn)化合成3-甲硫基丙醇，為生物法合成天然的3-甲硫基丙醇提供廣闊的應(yīng)用空間。