2024年12月24日
2024年11月,北京工商大学孙宝国院士领衔的国酒研究院联合国井集团在国际知名期刊《Food Bioscience》(Q1)上发表题为“通过多组学方法解析2-呋糠硫醇的形成机制”的研究成果。
糠硫醇(FFT)是白酒中重要的含硫化合物,其在白酒发酵体系中的形成机制不清晰。
在本研究中,利用多组学和生物信息学方法研究了白酒中FFT的形成机制。从白酒发酵系统中获得了一株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),命名为baijiu_z001,通过非靶向代谢组学筛选潜在的FFT前体,通过实验验证发现,硫代乙酸糠酯和硫代丙酸糠酯是生成FFT的前体底物。
本研究通过基因组和转录组测序获得了酵母的遗传信息,鉴定出该菌株基因组内含有多个可能参与FFT代谢途径的酶。
实验结果表明:异源表达酶编码基因GME1296、GME2059、GME3990和GME4775与FFT生产有很强的关联,其中,GME4775在FFT代谢中展现出非凡的生物合成潜力,能够同时产生硫代乙酸糠酯和FFT。同时,使用同源建模和分子对接探究了酶与底物之间可能的催化相互作用。研究表明:Lys-204、Glu-334和Tyr-104构成了酶GME4775的催化活性位点。
本研究首次阐明了一种新的FFT代谢途径,提出了由GME4775编码的酶的催化机制,不仅为白酒含硫化合物生成机制提供了参考,也为其他酒精性饮料中含硫化合物的代谢研究提供了新思路。