氟化钠促进节杆菌发酵合成环磷酸腺苷的生理机制

顾阳 谭海 员林娜 孙海彦 常景玲 李志刚

（1.河南科技学院生命科技学院 现代生物育种河南省协同创新中心，新乡 453003；2.中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南省热带微生物资源重点实验室，海口 571101）

环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）作为生物体的第二信使，对新陈代谢具有重要的调节作用［1-2］，作为药物具有提高机体免疫力、促进血液循环、改善心血管功能、预防过敏性疾病等功能，作为饲料添加剂在畜禽产品的生产中应用广泛［3-4］。

利用微生物发酵生产cAMP时，存在严重的“碳溢流”现象并伴随着副产物腺苷（AR）的大量积累。“碳溢流”即糖酵解途径与三羧酸循环之间碳流不匹配，导致大量有机酸（乙酸和乳酸）产生；不仅大大降低cAMP对碳源的得率，导致碳源的严重浪费，还会引起培养环境的酸化，不利于菌体的生长代谢和产物合成［5-6］。副产物AR和cAMP均以AMP为原料合成，存在竞争关系，AR积累会影响产物产量和糖苷转化率的提高。另外，cAMP和AR性质相近，AR的积累大大增加了产物分离纯化的难度和成本。因此，合理调节碳代谢，减少有机酸和AR的积累是提高cAMP产量与得率的有效手段。

目前，关于调节代谢流改善cAMP发酵性能的研究主要集中在抑制糖酵解途径、强化能量代谢以及工艺条件优化等方面［7-8］。本实验室前期研究中，通过外源添加柠檬酸钠、丙酮酸钠以及低聚磷酸盐等辅助能量物质，促进前体ATP的合成，改变代谢流分配，提高了cAMP产量和生产效率［9-10］。Chen等［11］利用不同抑制剂对糖酵解途径进行调节，发现氟化钠能够缓解“碳溢流”现象，有利于cAMP的合成。……