事实上酵母是一种竞争性杀手：科学家发现一种新的毒害情况

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综述

酵母，这看似平凡无奇的生物，实则蕴藏着令人惊叹的力量。在我们日常生活中，酵母广泛存在于面包、馒头等食物中，为它们增添了独特的风味和口感。然而，酵母的世界远比我们想象的更加复杂和神秘。

科学家们发现，对于人类而言应用广泛的酵母也存在“阴暗面”，酵母菌可能具有竞争性杀手的特性，在某些情况下它会释放一种毒素，可以杀死相近的同类甚至是其他微生物。

同类相残的酵母

在自然界，无论是种群内部还是外部，竞争都是普遍存在的，酵母也不例外。酵母族群相当庞大，目前人类已经发现了超1500种不同的酵母，不过只有其中的少部分可以用来酿酒和制造面包馒头等面食。

某些情况下，酵母菌在繁殖生长过程中，会向体外分泌一种可以杀死同类的毒蛋白，这种蛋白被称为“嗜杀毒素”，而分泌毒素的酵母被称为“嗜杀酵母”。1963年， Makower和Bevan在酿酒酵母中首次发现了这种现象。

目前，已经在葡萄酒，啤酒和清酒酿造过程中，发现了嗜杀菌株的存在，并在球拟酵母，假丝酵母，威尔酵母菌和隐球酵母等多个菌属中分离出嗜杀菌株。

比如啤酒酵母，它在生长到指数期，即适应环境后的快速繁殖期，在pH值在2.9—4.9之间，会向体外释放毒蛋白，而在静止期几乎不释放。

生物学上，将能产生毒素并可以杀死近缘菌株的酵母菌称为“嗜杀酵母”，可以被毒素所杀死的菌株称为“敏感酵母”，无法杀死其他毒株，也无法被毒素杀死的酵母称为“中性酵母”。不同类型嗜杀酵母分泌的毒素活性不同，对不同类型的毒素免疫力也不同。

根据不同毒素和的特性和免疫性，可以把嗜杀酵母分为从K1—K11的11种类型。

生成毒素的环境

1979年，Bussey和Palfree精制了K1型葡萄汁酵母毒素，发现这种毒素是一种分子量约为11500Da的小型蛋白质。在其氨基酸序列中，存在5分子的色氨酸，缺少了精氨酸和脯氨酸，通常和酵母菌细胞壁甘露聚糖成分凝聚成不均匀的大集合体而存在。

不同类型的毒素有其最适宜的活性环境，K1型毒素最适宜的pH值范围为4.6—4.8，K2型酿酒酵母毒素最适宜的pH值范围为4.2—4.4，超出pH值范围后毒素活性会有不同程度减弱。

此外，嗜杀毒素具有对热不稳定的特点，高于40℃会普遍失活。K1型毒素在25℃时最稳定，K2型在30℃时最稳定。26℃环境下，将K1型毒素激烈震荡25分钟，或是加入蛋白酶反应一段时间，可使其失去活性。

不过，也有的酵母适应环境能力更强。威尔酵母菌产生的毒素可以耐受60℃的环境，汉逊酵母菌的毒素则可以耐受100℃。

嗜杀酵母培养基中，在最适宜的pH值和温度下，毒素蛋白生成量会达到最大。以酵母膏，蛋白胨作为氮源时，也可以快速提高毒素的生成量，不过添加过量则会影响毒素的形成。

进入对数期后，嗜杀酵母的嗜杀活性最强。与此同时，相应的敏感酵母对毒素也最为敏感。当进入生长静止期后，敏感酵母对毒素的抗性会有所增强，毒素对其的致死作用逐渐减弱。

嗜杀酵母的应用

制酒工业中，存在野生酵母会污染发酵过程的现象，导致良品率低下。为此，可以培育特定的嗜杀酵母菌株，来防止野生酵母的污染。如果通过转基因育种技术，将嗜杀酵母主导嗜杀的基因转移到生产用酵母上，也可以使得其获得嗜杀特性，达到预防污染的效果。

嗜杀酵母可以用来鉴别菌株。应用于工业和医疗的酵母都属于特定的菌种，它们会对不同的嗜杀毒素表现出不同的敏感性，可以利用这一特性来鉴别特定的酵母菌种。

嗜杀酵母毒素不止可以杀死酵母菌同类，也可以杀死很多真核和原核微生物。因此，科学家们开始探索将这种嗜杀毒素作为一种抗真菌剂的可能性，用以对抗病原酵母和其他微生物的感染。最新的研究已经取得了部分进展，将嗜杀毒素应用于治疗皮肤真菌感染等问题上。

不过这其中还存在一个问题需要解决，嗜杀毒素的活性受到其所处环境的pH值和温度等因素的影响，而人体皮肤环境与其适宜的pH值和温度是不同的，要将其有效应用于治疗中，需要解决如何在与人体皮肤环境下保持其稳定性和活性的问题。

当然，在自然界中存在着大量的嗜杀酵母菌种。未来，科学家有可能分离和选育出适应范围更广，对不同pH值和环境温度更稳定的菌种。这将为嗜杀毒素在医疗应用中的使用提供更广阔的可能性。

结尾

嗜杀酵母的发现引发了人们对微生物世界更深层次的探索与思考，其释放的嗜杀毒素，揭示了微生物世界中的复杂竞争与生存之道。

这一发现不仅加深了我们对酵母的了解，也为生物科学领域带来了新的视角和机遇。

嗜杀酵母不仅在制酒工业中具有潜在应用，防止野生酵母的污染，还可能成为抗真菌剂的一种新型选择，用于治疗病原酵母和其他微生物感染。

尽管在应用过程中面临一些技术挑战，但随着科学技术的不断进步，这些障碍有望被逐渐克服。

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