運動發(fā)酵單胞菌(Zymomonas mobilis)是發(fā)酵單胞菌屬的一個種，由于其具有很強的運動性而得名。本菌是一種革蘭氏陰性菌，大多呈直桿狀，尾端呈圓形或卵圓形，有1～4根鞭毛，寬1～1.5 ?m，長2～6 ?m，常成對存在，但很少集結(jié)成短鏈狀。兼性厭氧條件生長，在25～31 ℃，在無氧條件下生長最佳，有氧條件下也可生存，在60 ℃、5 min可滅活。Z. mobilis高度耐酸，能在pH3.5～7.5之間生長。高度耐受酒精，在乙醇濃度5.5%條件下可以無影響生長，濃度達(dá)到7.7%時則無法生長。高度耐受葡萄糖，在含有20%濃度葡萄糖環(huán)境中可以正常生長，當(dāng)濃度達(dá)到40%時只有11～89%的菌株可以存在。只要含有D-葡萄糖或果糖，就很容易在液體培養(yǎng)基中生長。但是生長的必需條件就是含有維生素H和泛酸鹽，且在培養(yǎng)基中混入氨基酸就可以使細(xì)菌生長的很好，但卻沒有一種氨基酸是生長所必需的。細(xì)菌在微需氧條件下，菌落直徑在2d時可以長到0.3 mm，7～8 d時長到3～5 mm，呈圓形，規(guī)則，有完整邊界，凸起狀，不透明，灰白色。
Zymomonas mobilis (Lindner) Kluyver and van Niel 拉丁名
(ATCC? 35001?) 統(tǒng)一編號
Strain Designations 菌種別名 WR6 [FZ6]
Isolation 分離基物 Mutant derived from ATCC 29191
Biosafety Level 生物安全等級 1
Product Format 提供形式 freeze-dried
Preceptrol? no
Type Strain no
Medium 培養(yǎng)基 ATCC? Medium 1294: Medium A
Growth Conditions 生長條件
Temperature 培養(yǎng)溫度: 30.0°C
Name of Depositor 寄存人 J Fein
菌種的發(fā)現(xiàn)
有關(guān)Z. mobilis的記載，最早是1928年Lindner關(guān)于從墨西哥的龍舌蘭酒中分離的一種微生物的報道。后來人們從蘋果酒、棕櫚樹榨取液、甘蔗汁以及啤酒中均發(fā)現(xiàn)有Z. mobilis的存在。從此，人們對這種細(xì)菌的形態(tài)、培養(yǎng)方式、代謝途徑及分類等基本特征和在工業(yè)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用價值進(jìn)行了大量的研究。
Z. mobilis屬革蘭氏陰性細(xì)菌，微好氧生長。它是唯一一種通過ED代謝途徑將葡萄糖和果糖轉(zhuǎn)化為乙醇的細(xì)菌。因其丙酮酸脫羧酶和乙醇脫氫酶基因能夠高效表達(dá)，乙醇發(fā)酵能力非常突出。同時Z. mobilis生長的營養(yǎng)需求相對簡單。這些優(yōu)點使得Z. mobilis在工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
菌種用途
Z. mobilis存在廣泛。在壞掉的啤酒、蘋果酒、梨酒、發(fā)酵的龍舌汁、棕櫚汁、含糖的果汁及蜂蜜中均可以發(fā)現(xiàn)，尤其在熱帶國家的一些發(fā)酵植物果汁中很常見。
在代謝方面，Z. mobilis只能發(fā)酵葡萄糖、果糖和蔗糖。在1950年代早期，Gibbs和DeMoss就發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵單胞菌在厭氧條件下以Enter-Doudoroff途徑(見圖1-2)代謝糖而在生物化學(xué)界揚名。這讓人們非常驚訝，因為發(fā)酵單胞菌是第一個(至今仍為數(shù)不多)厭氧條件下應(yīng)用嚴(yán)格需氧菌代謝糖的途徑的細(xì)菌。Seo等報道了Z. mobilis ZM4的全基因組序列后，提出造成這種現(xiàn)象的原因是因為細(xì)菌中缺少Embden-Meyerhof-Parnas代謝途徑的關(guān)鍵酶6-磷酸果糖激酶和三磷酸循環(huán)中的兩個關(guān)鍵酶2-酮戊二酸脫氫酶和蘋果酸脫氫酶，所以只能夠采用ED途徑代謝葡萄糖產(chǎn)生乙醇，這一過程中的關(guān)鍵酶是丙酮酸脫羧酶和乙醇脫氫酶。
發(fā)酵單胞菌只把很少量的一部分葡萄糖同化作為構(gòu)造細(xì)胞用。約98%的葡萄糖發(fā)酵生成乙醇，只有2%作為碳源。有氧呼吸時，會把酒精變成醋酸。
Z. mobilis最大的不足處是其所能利用的碳源受到限制，無法充分利用木質(zhì)纖維素水解糖類。因此，從20世紀(jì)80年代開始，人們便開始利用基因工程的方法改造Z. mobilis，擴大其碳源范圍，經(jīng)過20多年的努力，取得了很大的成功。同時，人們還嘗試?yán)肸. mobilis強大的ED代謝途徑來生產(chǎn)其它產(chǎn)品，如丙氨酸、β-胡蘿卜素等。