大腸桿菌 W 表現(xiàn)出快速、高氧化性的蔗糖代謝和低乙酸鹽形成。

甘蔗是最有效的大型作物，能夠以蔗糖的形式提供發(fā)酵原料生產(chǎn)過程中所需的充足碳基質(zhì)。然而，大腸桿菌中的蔗糖代謝尚不清楚，因為兩種最常見的菌株，大腸桿菌 K-12 和 B，不在蔗糖上生長。
方法和結(jié)果：
在這里，使用利用蔗糖的菌株大腸桿菌 W，我們對蔗糖和葡萄糖代謝進行了深入比較，包括生長動力學(xué)、代謝物分析、基于微陣列的轉(zhuǎn)錄組分析、基于標記的蛋白質(zhì)組學(xué)分析和 （13）C 通量組學(xué)。雖然大腸桿菌 W 在組學(xué)的蔗糖和葡萄糖整合上生長相對較好，但數(shù)據(jù)集顯示，在每個碳源上生長期間，代謝是不同的。蔗糖的代謝普遍被抑制，并且在中心碳代謝中觀察到顯著的通量重排。這些包括氧化磷酸戊糖途徑支路通量的減少、三羧酸循環(huán)通量的增加以及由于異檸檬酸脫氫酶的去磷酸化而導(dǎo)致的乙醛酸酯分流通量的減少。但與誘導(dǎo) cAMP 依賴性 Crp 調(diào)節(jié)的其他糖的生長不同，磷酸烯醇-丙酮酸-乙醛酸循環(huán)在蔗糖上不活躍。與葡萄糖培養(yǎng)物相比，蔗糖中也觀察到較低的乙酸鹽積累。這與乙酸鹽分解代謝基因 actP 和 acs 的誘導(dǎo)有關(guān)，并且獨立于乙醛分流。
結(jié)論：
總體而言，細胞保持高度氧化?？傊?，蔗糖代謝快速、高效，并且乙酸鹽積累量低，使其成為大腸桿菌 W 工業(yè)發(fā)酵的理想碳源。

變異鏈球菌生物膜的代謝活性和暴露于木糖醇和蔗糖期間的基因表達。

該研究的目的是通過使用多方面的方法學(xué)方法分析在不同飲食條件下生長的變形鏈球菌生物膜，以更深入地了解碳水化合物的致齲影響。
方法和結(jié)果：
在以下培養(yǎng)基中，在 24 小時內(nèi)產(chǎn)生變異鏈球菌生物膜：Schaedler 肉湯作為含有內(nèi)源性葡萄糖的對照培養(yǎng)基，添加額外 5% 蔗糖的 Schaedler 肉湯和補充有 1% 木糖醇的 Schaedler 肉湯。 基于共聚焦激光掃描顯微鏡 （CLSM） 的微生物活力、呼吸活動 （5-氰基-2,3-二甲酰四唑氯化物，CTC） 和細胞外多糖 （EPS） 的產(chǎn)生分析分別在內(nèi)、中和外生物膜層進行。除了微生物樣品檢測外，還量化了生物膜細菌的葡萄糖/蔗糖消耗量，并研究了葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶和其他生物膜相關(guān)基因的表達。木糖醇暴露不會抑制變形鏈球菌生物膜的活力，如以下實驗參數(shù)所監(jiān)測的那樣：培養(yǎng)物生長、活力、CTC 活性和 EPS 產(chǎn)生。然而，與對照相比，木糖醇暴露導(dǎo)致基因表達存在差異。GtfC 僅在木糖醇存在下上調(diào)。在木糖醇暴露下，gtfB 上調(diào) 6 倍，而在蔗糖暴露下，GTFB 上調(diào) 3 倍。與葡萄糖和木糖醇相比，蔗糖增加了所有生物膜層的細胞活力。在所有營養(yǎng)培養(yǎng)基中，內(nèi)在葡萄糖在 24 小時內(nèi)幾乎完全被變形鏈球菌生物膜的細胞消耗掉。生物膜形成 24 小時后，多參數(shù)測量顯示，與對照相比，葡萄糖存在下的木糖醇主要引起基因型差異，但不誘導(dǎo)代謝差異。
結(jié)論：
因此，純或組合形式的膳食碳水化合物的可用性似乎會影響變形鏈球菌生物膜的致齲潛力。