科學家證明麥角硫因是一種可以用來延緩阿爾茨海默氏癥和癡呆癥等疾病發作的重要化合物，可以在面包酵母中產生。

麥角硫因是具有抗氧化特性的天然氨基酸。它可以防止細胞壓力，該壓力可能導致腦部疾病，神經系統損害和癌癥。在大鼠和round蟲中，研究表明，麥角硫因在預防癡呆癥和老年癡呆癥等神經退行性疾病方面具有廣闊的前景。另外，據報道患有神經退行性疾病的患者的麥角硫氨酸的血液水平明顯低于其他人。這些發現表明，麥角硫因可以作為預防或延緩這些疾病發作的維生素具有巨大潛力。

目前，通過化學合成生產麥角硫因既復雜又昂貴。但是，通過對面包酵母進行工程設計和優化，諾和諾德基金會生物可持續性中心(DTU Biosustain)的科學家首次利用生物基方式開發了在酵母中制造麥角硫氨酸的潛力。

在《生物工程與生物技術前沿》上發表的一項研究中，研究人員在小規模發酵過程中每升發酵液能夠生產0.6克麥角硫因。

對消費者來說太貴了

由于當今昂貴的化學生產路線，與能預防某些疾病的維生素(例如維生素C和維生素D)相比，麥角硫因的當前市場價格非常高。因此，科學家的主要目標之一是進一步優化麥角硫因的生產，以達到更高的產量，以便將來以更低廉的價格出售給消費者。

目前，麥角硫因如此昂貴的主要原因之一是化學過程昂貴且產率相當低。此外，尚未測試其預防或治療人類神經退行性疾病的功效。但是，由于已經對麥角硫因進行了安全性評估，因此“僅”是能否產生足夠量的問題。

在科學家能夠以生物基方式生產麥角硫氨酸之前，一些人探索了從蘑菇中簡單提取麥角硫氨酸的可能性。但是同樣，這將是非常昂貴的，并且需要蘑菇農場占用潛在的耕地面積。

第一作者史蒂文·范德·霍克(Steven van der Hoek)說：“通過以生物基方式生產這種重要的抗氧化劑，可以避免使用化學藥品或農田。酵母在生產麥角硫因方面遠比人類或蘑菇要好得多。”

酶是關鍵

在自然界中，麥角硫因是由細菌和真菌產生的，但是細菌和真菌用于制造麥角硫因的酶構成的途徑略有不同。

在這項研究中，科學家選擇以不同組合篩選不同真菌和恥垢分枝桿菌中的酶，以鑒定出麥角硫因產量最高的克隆。作為生產宿主，他們使用了酵母，他們發現兩種特定的酶NcEgt1和CpEgt2都是真菌酶，是最好的組合。

此外，他們還研究了潛在的麥角硫氨酸轉運蛋白，以增加其酵母菌株的產量。不幸的是，這沒有任何作用。

起作用的一件事是向培養基中添加作為麥角硫氨酸組成部分的氨基酸。通過這樣做，他們能夠顯著增加麥角硫因的產量。

因此，優化培養基是在84小時內將產量提高到0.6 g / L的重要步驟之一，這與目前報告的大腸桿菌中最好的產量在216小時內達到1.3 g / L相當。

史蒂文·范說：“ 大腸桿菌中的細菌途徑消耗大量能量，而酵母中的真菌途徑卻不消耗能量。這可能會帶來生產效益。而且，酵母是食品補充劑的安全且知名的生產宿主。”史蒂芬·范霍克

當前，科學家們正在嘗試通過進一步設計菌株以生產商業上可行的產品來提高生產率。

這項研究的作者還強調，麥角硫因的積極作用迄今僅在動物模型中得到報道，因此，目前尚無法確定這種作用是否對人類有效。無論如何，麥角硫氨酸的生產規模要比今天更大，對于獲得有益的膳食補充劑可能很重要。