5种金属离子对紫色红曲霉主要次生代谢物谱的调节作用

黄胜男，高梦祥，刘应保

（长江大学生命科学学院，湖北荆州 434025）

红曲霉（Monascus）可以产生多种次生代谢物，其中研究最多的是红曲色素（Monascuspigment，MP）、莫纳克林K（Monacolin K，MK）、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）和麦角固醇等有益代谢物[1]。红曲霉的有益代谢物主要用于食品着色和医疗保健等领域，比如红曲色素具有着色和抗氧化、抗炎症、抗癌等功能，莫纳克林K、γ-氨基丁酸具有降血脂、降血压、降血糖和抗癌等功效[2]。此外，红曲霉还产生一种真菌毒素桔霉素（Citrinin，CTN），因其具有肾毒性而严重影响了红曲霉上述代谢物的开发应用。不过学术界从菌种培育和改造、优化发酵环境等方面，辅以理化和分子生物学手段可将其在发酵过程中控制在安全范围内[3-6]。其中，培养基的化学组成，尤其是金属离子不仅能显著影响次生代谢物的合成，而且还能激活沉默的或隐蔽的次生代谢物的合成[7-9]。

除了作为营养成分，金属离子还对微生物的次生代谢合成具有重要的调节作用。关于金属离子对红曲霉次生代谢物的调节作用，已有不少报道。在红曲霉（Monascussp.ZK、ZH、S、M.anka、M.purpureusNIIS）的研究中发现，Zn2+可以显著提升红曲色素的合成[10-13]。相反，Zn2+则抑制M.purpureusATCC 16365红曲色素的合成[14]。适量的Mn2+、Mg2+均能促进M.sp S和M.anka黄色素的合成[11-12]，而Fe2+则抑制M.sp S红曲色素的合成[12]。然而，在M.rubber和M.purpureusATCC 16365中，Fe2+则可以促进红曲色素的合成[14-16]。在M.FJ3中Na+、Fe2+、Cu2+和Mn2+可以协同促进黄色素的产量，而对桔霉素没有影响[17]。相反，Cu2+则抑制M.anka、M.rubber红曲色素的合成[15-16,18]。对于MK而言，适量的Zn2+可以促进红曲霉MK的合成[19-21]。Mg2+能促进红曲霉桔霉素的合成[4]，而Na+则抑制桔霉素的合成[22]。而金属离子对红曲霉其他次生代谢产物的研究则鲜有报道。……