方若思 周澄笑 金诚豫 张一维 黄温迪 黄 俊 吕常江 肖功年 龚金炎 陈启和

    (1 浙江科技学院 杭州310023 2 浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室 杭州310023 3 浙江大学 杭州310058)

    鸟氨酸氨甲酰转移酶(OTCase/OTC，EC 2.1.3.3) 是瓜氨酸合成代谢中的一个关键酶，广泛存在于动、植物与微生物中，分布于生物生长发育的各个阶段。在原核生物和真菌中，OTCase 是一种双功能酶，不仅可催化瓜氨酸的合成，也催化瓜氨酸的降解[1-2]；在植物中，它是尿素循环第1 步反应的催化酶，催化鸟氨酸和氨甲酰磷酸反应合成瓜氨酸和磷酸盐[3]；在动物中，OTCase 主要参与尿素循环，是尿素循环的关键酶之一；在人体内，OTCase是肝脏尿素循环的必需酶，OTCase 的缺失常导致嗜睡、呕吐、精神发育迟缓等症状，同时OTCase的缺失与否也可作为肝细胞癌的早期诊断指标之一[4-5]。

    鸟氨酸氨甲酰基转移酶参与乳酸菌精氨酸代谢途径的关键一步，即将瓜氨酸分解成为鸟氨酸和氨甲酰磷酸。瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，因最先从西瓜中获取而得名[6]。研究表明，瓜氨酸对于男性性功能障碍、高血压和冠心病具有一定疗效，并可作为人体NO 产生的评价因子，且在脑血流的调节，提高身体免疫力和美容护肤中具有重要的作用[7-10]。

    除上述优点外，瓜氨酸也是发酵食品中氨基甲酸乙酯的重要前体物[11-12]。氨基甲酸乙酯(简称EC，又称脲烷)，是一种在试验动物甚至人体内造成多位点致癌的物质，2007年国际癌症研究机构认定EC 为2A 类致癌物质，与丙烯酰胺同等危险。EC 存在于多种发酵食品，尤其是发酵的酒精饮料中，如葡萄酒、黄酒、日本清酒等[13-14]。

    酒类中的瓜氨酸主要来自精氨酸降解。在乳酸菌中，精氨酸的降解通过精氨酸脱亚胺酶途径(arginine deiminase pathway，ADI pathway)完成。在这一途径中，包含3 个关键酶：精氨酸脱亚胺酶(ADI，arginine deiminase，EC 3.5.3.6)、鸟氨酸氨甲酰转移酶 (OTC，ornithine transcarbamylse，EC 2.1.3.3) 和氨基甲酸激酶(CK，carbamatekinase，EC 2.7.2.2)[15]，它们分别由arcA、arcB 和arcC 基因编码[16]，如图1所示。 ......