Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Sankt-Peterburg, St. Petersburg, Russian Federation
Introduction. Yeast is a fast-growing single-celled microorganism and an inexpensive source of various biologically active substances, such as antioxidants, e.g. Glutathione (GSH). Antioxidant properties are determined by the presence of sulfhydryl group. The global demand for glutathione is estimated to exceed 9 billion USD at the expense not only of pure crystalized glutathione, but also of glutathione-enriched yeast extracts. In the food industry, glutathione is used to improve the quality of the dough and enhance the taste of various products. The present research featured domestic and foreign studies on the content of glutathione in yeast, methods of biosynthesis, and antioxidant properties. Results and discussion. The content of glutathione ranges from 0.1 to 1% per completely dry biomass (CDB) in wild yeast strains. The fermentative method for the accumulation of glutathione is based on the optimization of the nutrient medium and the use of glutathione precursors, i.e. cysteine, glutamic acid, and glycine. Thus, this method makes it possible to double the content of intracellular glutathione in certain cultivation conditions. The use of non-directed mutagenesis methods can increase glutathione synthesis up to 5% in separate mutant strains, although the mechanism of synthesis is not always clear under such conditions. However, up to 2.27% of glutathione is being formed under directed change of the genome. In addition, the level of glutathione in cells increases under the influence of certain physical factors. For example, glutathione biosynthesis increases by 39% if yeast is exposed to a magnetic field. The enzymatic method requires maintaining the following factors: the presence of precursors (L-glutamic acid, L-cysteine, glycine), ATP, Mg2+ ions to activate GSH1 and GSH2, the pH of the medium, and the introduction of the necessary enzymes into the bioreactor. Hiwever, this method is non-economically profitable in large scale productions due to the needs in use ATP. Conclusion. The survey research demonstrated the effect of technological characteristics of cultivation and biotechnological properties of Saccharomyces cerevisiae on the accumulation of glutathione.
Fungi, Saccharomyces cerevisiae, oligopeptides, cultivation, antioxidative activity
Введение
В течение последних десятилетий особый
исследовательский интерес вызывают дрожжи. Они
содержат множество ценных питательных веществ
как для человека, так и для животных. Дрожжевые
автолизаты являются своеобразными концентратами
водорастворимых компонентов дрожжей, получен-
ных при самолизисе дрожжевой клетки. В состав
таких автолизатов входят аминокислоты, пептиды,
углеводы и минеральные вещества. Автолизаты
активно применяются в пищевой промышленности
как вкусоароматические добавки в различных
категориях продуктов и питании животных. Дрож-
жевые автолизаты считаются перспективными
стимуляторами роста растений за счет содержания
в них различных ростовых соединений (тиамин,
рибофлавин, никотиновая кислота, пиридоксин и
другие витамины группы В), цитокинов и многих
других питательных веществ [1]. По данным
C.-L. Chang и T.-H. Kao, применение спиртовых
экстрактов остаточных пивных дрожжей на моде-
льных животных позволяет бороться с ожирением,
уменьшать уровень триглицеридов в печени и
сыворотки крови, повышать антиоксидантную
активность в печени [2].
К сожалению, существует недостаток литера-
турных данных касающихся антиоксидантной
активности дрожжевых автолизатов, которая форми-
руется за счет глутатиона.
Открытие глутатиона связывают с исследованием
J. de Rey-Paihade (1888 г.), в ходе которого он был
получен из дрожжевого экстракта, а также животных
тканей. Тогда соединение получило название
«филотион» (philothion) [3]. Предполагалось, что
«филотион» является дипептидом, образованным
из цистеина и глутамина. Свое название глутатион
получил в 1921 г. благодаря исследованиям
Ф. Г. Хопкинса [3]. В 1927 году обнаружилось, что
глутатион не дипептид, а трипептид. Однако не был
идентифицирован содержащийся в нем глицин.
Только в 1929 г. удалось доказать, что третьей
аминокислотой, входящей в состав трипептида,
является глицин [4].
В течение полувека глутатион был обнаружен во
всех клетках животных, растений, микроорганизмов в
милимолярных концентрациях [3, 5, 6]. В литературе
имеются данные о содержании глутатиона в
некоторых свежих фруктах и овощах. Также есть
сведения о деградации глутатиона в процессе
термической обработки [7].
Из-за своих физиологических свойств глута-
тион широко применяется в фармакологии, пищевой
промышленности и в косметических продуктах для
обеспечения, к примеру, защиты против окислите-
льного разрушения. По оценкам экспертов, мировое
ежегодное производство чистого кристаллизованного
глутатиона и дрожжевых экстрактов (15 % GSH), обо-
гащенных глутатионом, превышает 200 и 800 тонн
соответственно. Ожидается, что в 2019 году объем
продаж превысит 9 млрд. долларов США [32].
В пищевой промышленности глутатион исполь-
зуется для улучшения качества теста, усиления вкуса
«кокуми», предотвращения окрашивания продуктов,
вызванного аминокарбонильной реакцией при
нагревании сахаров с аминокислотами. В настоящее
время очищенный глутатион также применяется в
медицине в борьбе с раковыми заболеваниями [5].
Дрожжи-сахаромицеты являются дешевым источни-
ком этого соединения [8].
Abstract.
Introduction. Yeast is a fast-growing single-celled microorganism and an inexpensive source of various biologically active substances,
such as antioxidants, e.g. Glutathione (GSH). Antioxidant properties are determined by the presence of sulfhydryl group. The global
demand for glutathione is estimated to exceed 9 billion USD at the expense not only of pure crystalized glutathione, but also of
glutathione-enriched yeast extracts. In the food industry, glutathione is used to improve the quality of the dough and enhance the taste
of various products. The present research featured domestic and foreign studies on the content of glutathione in yeast, methods of
biosynthesis, and antioxidant properties.
Results and discussion. The content of glutathione ranges from 0.1 to 1% per completely dry biomass (CDB) in wild yeast strains. The
fermentative method for the accumulation of glutathione is based on the optimization of the nutrient medium and the use of glutathione
precursors, i.e. cysteine, glutamic acid, and glycine. Thus, this method makes it possible to double the content of intracellular
glutathione in certain cultivation conditions. The use of non-directed mutagenesis methods can increase glutathione synthesis up to
5% in separate mutant strains, although the mechanism of synthesis is not always clear under such conditions. However, up to 2.27%
of glutathione is being formed under directed change of the genome. In addition, the level of glutathione in cells increases under the
influence of certain physical factors. For example, glutathione biosynthesis increases by 39% if yeast is exposed to a magnetic field.
The enzymatic method requires maintaining the following factors: the presence of precursors (L-glutamic acid, L-cysteine, glycine),
ATP, Mg2+ ions to activate GSH1 and GSH2, the pH of the medium, and the introduction of the necessary enzymes into the bioreactor.
Hiwever, this method is non-economically profitable in large scale productions due to the needs in use ATP.
Conclusion. The survey research demonstrated the effect of technological characteristics of cultivation and biotechnological
properties of Saccharomyces cerevisiae on the accumulation of glutathione.
Keywords. Fungi, Saccharomyces cerevisiae, oligopeptides, cultivation, antioxidative activity
For citation: Meledina TV, Morozov AA, Davydenko SG, Ternovskoy GV. Yeasts as a Glutathione Producer. Food Processing:
Techniques and Technology. 2020;50(1):140–148. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-140-148.
142
Meledina T.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 1, pp. 140–148
Объекты и методы исследования
Объектами исследования служили научные
публикации, посвященные вопросам увеличения
содержания глутатиона в дрожжевых клетках
вида Saccharomyces cerevisiae. Основным методом
исследований стал сравнительный анализ данных
отечественных и зарубежных ученых по содержанию
глутатиона и методам его накопления в дрожжах.
Результаты и их обсуждение
Синтез и деградация глутатиона. Глутатион
образуется посредством двух ферментативных
реакций в цитозоле:
Синтез γ-Глу-Цис из аминокислот L-цистеина
и L-глутаминовой кислоты, катализируемой
γ-глутамилцистеин синтетазой, γ-GCS (кодируется
геном GSH1), для функционирования которого
необходимо присутствие ионов Mg2+ или Mn2+ [9, 10].
В S. cerevisiae ген GSH1, содержащий 2034 спарен-
ных оснований (base pair), кодирует Gsh1p из
678 аминокислотных остатков;
Синтез глутатиона из γ-Глу-Цис и глицина
катализируется глутатион синтетазой ( L-γ-глутамил-
цистеин-глицин γ-лигазой) (кодируется GSH2) [11].
Большая часть глутатиона остается в цитозоле, но
некоторая часть обнаруживается в таких органеллах,
как митохондрии, ядре, эндоплазматическом ретику-
луме и вакуолях.
При чрезмерном накоплении глутатиона
происходит ингибирование γ-GCS. В организме
человека недостаток глутатион-синтетазы вызывает
чрезмерное накопление γ-глутамилцистеина, который
переходит в 5-оксопролин (пироглутаминовая кисло-
та), что может вызвать метаболический ацидоз,
гемолитическую анемию и поражение центральной
нервной системы [10].
Обе стадии являются АТФ-зависимыми. В синтез
глутатиона вовлечены два транскрипционных
фактора Met4p и Yap1p [6].
Известно, что многие организмы и при отсутствии
Gsh1 и Gsh2 способны производить глутатион,
что предполагает наличие других путей синтеза.
Недавно в бактериях был обнаружен единственный
бифункциональный фермент γ-глутамилцистеин
ситнтетаза/глутатион синтетаза (γ-GCS-GS или GshF,
кодируемая gshF), способный осуществлять синтез
глутатиона [37].
Деградация глутатиона происходит под
действием γ-глутамилтранспептидазы ( γ-ГТ, Cis2,
Ecm38), являющейся единственным ферментом,
разрушающим глутатион за счет переноса γ-глута-
мильной группы глутатиона и других соединений
с данной функциональной группы до образования
аминокислот [33].
Предполагается, что конечной ступенью
деградации глутатиона является действие
L-цистеинил-глицин-дипептидазы (Dug1), катализи-
рующей распад L-цистеинил-глицина до соответ-
ствующих аминокислот.
Экспрессия гена CIS2 регулируется источником
азота. В присутствии ионов аммония происходила
репрессия гена CIS2. Следует отметить, что при азотном
голодании происходит индуцированние γ-ГТ. Для
восполнения потребности в азоте происходит рело-
кация более 90% глутатиона в центральную вакуоль.
То же происходит и в том случае, если глутатион
является единственным источником серы [6].
Обобщенная схема синтеза и деградации
глутатитона представлена на рисунке 1, где в
качестве источника серы для синтеза глутатиона
может служить метионин, цистеин, гомоцистеин.
Также глутатион может быть включен в клетку
непосредственно из внеклеточного пространства
за счет высокоаффинного переносчика GSH-P1 и
низкоафинного переносчика GSH-P2.
В клетке глутатион обычно представлен
восстановленной (GSH, более 90 %) и окисленной
Рисунок 1. Схема синтеза и деградации глутатиона:
1) серин ацетилтранфераза; 2) цистеин синтаза;
3) гомосерин ацетилтрансфераза; 4) гомоцистеин синтаза;
5) γ-цистатионин синтаза; 6) γ-цистатионаза;
7) β-цистатионаза; 8) β-цистатионин синтаза;
9) гомоцистеин метилтрансфераза; 10) S-аденозилметионин
синтаза; 11) S-аденозилметионин деметилаза;
12) аденозилгомоцестеиназа; 13) сульфатредуцирование;
14) γ-глутаминцистеин синтаза; 15) глутатион синтаза;
16) γ-глутамилтранспептидаза;
17) L-цистеинил глицин дипептидаза [6]
Figure 1. Scheme of the synthesis and degradation of glutathione:
1) serine acetyltransferase; 2) cysteine synthase; 3) homoserine
acetyltransferase; 4) homocysteine synthase;
5) γ-cystathionine synthase; 6) γ-cystathionase; 7) β-cystathionase;
8) β-cystathionine synthase; 9) homocysteine methyltransferase;
10) S-adenosylmethionine synthase; 11) S-adenosylmethionine
demethylase; 12) adenosyl homocesteinase; 13) sulfate reduction;
14) γ-glutamine cysteine synthase; 15) glutathione synthase;
16) γ-glutamyltranspeptidase; 17) L-cysteinyl glycine dipeptidase [6]
Переносчики
глутатиона
Сульфатный
транспорт
143
Меледина Т. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 1 С. 140–148
(GSSG, около 10 %) формами. Окисление GSH при-
водит к образованию GSSG, который может быть
восстановлен в присутствии НАДФН(Н+) под дей-
ствием глутатион редуктазы, кодируемой GLR1 [12].
Дрожжи как продуценты глутатиона. Известны
различные способы биосинтеза глутатиона [8].
В основе одного из способов (энзиматический
с применением ферментов) лежит поддержание
следующих факторов: наличие прекурсоров
(L-глутаминовой кислоты, L-цистеина, глицина),
АТФ, ионов Mg2+ для активации GSH1 и GSH2,
рН среды, а также внесение в биореактор
необходимых ферментов. Для протекания процесса
оптимальными являются температура 30–35 °C и
pH 7,3–7,5 [39]. Необходимость применения ATФ
делает энзиматический способ более сложным
для масштабирования из-за экономической
нецелесообразности. Низкая активность GSH1
и GSH2 является лимитирующим фактором в
биосинтезе глутатиона, что потребовало применения
методов генной инженерии.
Альтернативным и наиболее часто используемым
методом является ферментативный способ с
применением различных микроорганизмов, в
основном S. cerevisiae и Candida utilis, из-за их
способности к быстрому росту и образованию
высоких концентраций клеток в среде.
Дикие штаммы S. cerevisiae содержат от 0,1
до 1 % глутатиона на сухую биомассу. В пивоварен-
ных дрожжах уровень глутатиона колеблется от 0,6
до 1,0 % [15]. Применение различных мутантных
штаммов позволяет увеличить содержание до 3–5 %.
Наиболее высоким содержанием глутатиона является
9,5 % [13].
Применяются различные пути накопления глута-
тиона в дрожжах: использование мутагенных штаммов
с высокой накопительной способностью к глутатиону,
внесение аминокислот-прекурсоров [23, 34].
Преимуществами ферментативного метода полу-
чения глутатиона является получение более высоких
концентраций – до 9 г/л [32]. Использование раз-
личных углевод-содержащих субстратов является
наиболее изученным и применимым, в отличие от
использования прекурсоров, удорожающих готовый
продукт.
Рассматривалось влияние источников азота на
синтез глутатиона дрожжами. Сульфат аммония,
являясь источником как азота, так и серы, необходим
для увеличения плотности биомассы и образования
глутатиона [23].
Немаловажным фактором при производстве
глутатиона является не только оптимизация
питательной среды, включая добавление различных
источников питательных веществ, но и, к примеру,
момент добавления прекурсоров [19–22]. Хоть
сахара и являются основным субстратом (как
источник углерода), применение L-цистеина является
ключевым в производстве глутатиона [13]. Наличие
цистеина значительно увеличивает внутриклеточную
концентрацию глутатиона [35].
Добавление цистеина в экспоненциальную фазу
замедляет рост клеток за счет появления эффекта
Кребтри из-за того, что образование этанола ведет к
подавлению цикла трикарбоновых кислот. Внесение
L-цистеина в стационарную фазу положительно
сказывается на содержании глутатиона (1,76 % на
СВ) [23]. Имеет значение также и дозировка внесения
L-цистеина [24].
W. Li и др. предлагают применять двухсту-
пенчатую реакцию, при которой на первой
ступени добавляют необходимые прекурсоры, за
исключением глицина, для образования только
γ-глутамилцистеина. На второй ступени (через
7,5 часов от начала культивирования) добавляют
глицин для образования глутатиона [14].
Приведенные данные позволяют судить о том, что
применение двухступенчатой реакции повышает
выход глутатиона почти в 2 раза, в сравнении с
одноступенчатой, при которой 3 аминокислоты-
прекурсоры добавляются одновременно [14].
Следующей важной особенностью является
контроль концентрации этанола. В эксперименте
S. Wen с соавторами показано, что в
условиях введения в среду прекурсоров и при
низкой концентрации спирта (0,08–0,65 %)
происходит большее накопление глутатиона
дрожжами и биомассы – 2190 мг/л и
133 г/л соответственно [36].
При сверхэкспрессии GSH1/GLR1 происходит
двукратное увеличение содержания внутрикле-
точного глутатиона и более высокое образование
этанола, чем у диких штаммов: 14 г/л и 8,2 г/л
соответственно [16].
Для получения матантных штаммов применяются
физический и химический методы мутагенеза: УФ,
Х- и γ-излучения, метилнитронитрозогуанидин и др.
Главной проблемой случайных мутаций является
непредсказуемость и бесконтрольность.
G. M. Hamad и др. получили мутацию дрож-
жей S. cerevisiae посредством использования этилме-
тансульфоната [17]. Один из мутантных штаммов
(MG40/S.C/4) был способен производить в 49 раз
больше глутатиона по сравнению с исходным
штаммом.
Z.-Y. Wang с соавторами показал, что
самоклонирование пивоваренных дрожжей приводит
к 1,9-кратному увеличению содержания глутатиона в
штамме T5-3. Содержание глутатиона наблюдалось
как внутри клетки, так и в культуральной
жидкости [18].
В исследовании L. Tang и др. рекомбинантный
штамм W303-1b/FGP способен накопить 2,27 % внут-
риклеточного глутатиона после 24 ч брожения [37].
Особенностью данного штамма служит применение
144
Meledina T.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 1, pp. 140–148
метода независимой или комбинаторной генети-
ческой интеграции, где два искусственно рекомби-
нантных фермента GSH2/GSH1 S. cerevisiae,
гибрид Pro1/GSHB S. cerevisiae и E. coli и ресинте-
зированный GSHF Actinobacillus pleuro-pneumoniae
были введены в геном S. cerevisiae.
Применение различных физико-химических мето-
дов также позволяет влиять на выход глутатиона
(например, воздействие магнитных полей). Так,
L. O. Santos и др., воздействуя магнитным полем на
штамм S. cerevisiae ATCC 7754, добились увеличения
содержания глутатиона на 39 % по сравнению с
необработанными дрожжевыми клетками [25].
Также отмечается, что при хранении как сухих,
так и прессованных дрожжей, происходит увеличение
содержания глутатиона в зависимости от сроков
хранения [26, 27].
Антиоксидантная роль глутатиона. Окислите-
льный стресс – неизбежная часть жизни в аэробных
условиях. Потребность в кислороде приводит к
образованию активных форм кислорода (АФК).
Увеличение окислительного стресса в клетке
приводит к изменению/повреждению различных
веществ клетки. Это приводит к нарушению фун-
кциональной способности и гибели клетки [10, 28].
В обычных условиях АФК и активные формы
азота (АФА) участвуют в редокс-сигналинге, регули-
рующих активность важных для клетки белков,
жизненно важных процессов (рост, клеточные
циклы, апоптоз) [29]. Процессы редокс-сигналинга
могут протекать во всех участках клетки, вовлекая
различные редокс-пары. Интересующей нас парой
является пара GSH/GSSG [38].
Главным функциональным элементом в молекуле
глутатиона является остаток аминокислоты цистеина,
имеющей реакционноспособную сульфгидрильную
группу (тиольную группу). При переходе из
восстановленной формы в окисленную глутатион
подвергается S-глататионилированию – процесс
образования дисульфидной связи между остатками
цистеина белка и молекулы GSH. Данный процесс
позволяет защитить клетку от окислительного
стресса [30].
Важным моментом является обратимость окисле-
ния остатков цистеина. Катализатором реакция тиол-
дисульфидного обмена in vivo являются специали-
зированные белки – глутаредоксины. Незначительные
изменения в тиол-дисульфидном равновесии могут
привести к гибели клетки, поэтому для отражения
общего редокс-статуса клетки используют соотно-
шение GSSG/2GSH, которое составляет для клетки
1 к 100, изменяясь при различных процессах.
В митохондриальном матриксе S. cerevisiae
редокс-потенциал равен –296 мВ, в цитоплазме
равен –286 мВ, а в эндоплазматическом ретикулуме
от –190 до –170 мВ, что соответствует соотношению
GSSG/2GSH приблизительно 1/1–1/3 [31].
Кроме поддержания редокс-статуса, глутатион
служит субстратом глутатионпероксидаз, участвуя
тем самым в регуляции работы антиоксидантных
систем клетки. Глутатионпероксидазы осуществляют
реакцию восстановления перекиси водорода.
Выводы
В результате проведенного обзора литературы
показано влияние технологических характеристик
культивирования, а также биотехнологических
свойств дрожжей Saccharomyces cerevisiae на процесс
накопления глутатиона.
Критерии авторства
Т. В. Меледина, А. А. Морозов, С. Г. Давыденко,
Г. В. Терновской внесли равнозначный вклад в
структуру обзорного исследования, анализ литера-
турных данных и их представление.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
интересов
Contribution
The authors equally contributed to the structure of
the present survey research, scientific data analysis, and
information representation.
Conflict of interest
The authors declare that there is no conflict of interest
regarding the publication of this article.
1. Manal FM, Thalooth AT, Essa REY, Mirvat EG. The stimulatory effects of Tryptophan and yeast on yield and nutrient status of Wheat plants (Triticum aestivum) grown in newly reclaimed soil. Middle East Journal of Agriculture Research. 2018;7(1):27–33.
2. Chang C-L, Kao T-H. Antiobesity effect of brewer’s yeast biomass in animal model. Journal of Functional Foods. 2019;55:255–262. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jff.2019.02.027.
3. Wu G. Amino Acids: Biochemistry and Nutrition. New York: CRC Press; 2013. pp. 140–150.
4. Alanazi AM, Mostafa GAE, Al-Badr AA. Chapter two – glutathione. Profiles of Drug Substances, Excipients and Related Methodology. 2015;40:43–158. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.podrm.2015.02.001.
5. Oztürk S, Cerit I, Mutlu S, Demirkol O. Enrichment of cookies with glutathione by inactive yeast cells (Saccharomyces cerevisiae): Physicochemical and functional properties. Journal of Cereal Science. 2017;78:19–24. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2017.06.019.
6. Penninckx MJ. An overview on glutathione in Saccharomyces versus non-conventional yeasts. FEMS Yeast Research. 2002;2(3):295–305. DOI: https://doi.org/10.1016/S1567-1356(02)00081-8.
7. Gümüsay OA, Borazan AA, Ercal N, Demirkol O. Drying effects on the antioxidant properties of tomatoes and ginger. Food Chemistry. 2015;173:156–162. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.09.162.
8. Suzuki T, Yokoyama A, Tsuji T, Ikeshima E, Nakashima K, Ikushima S, et al. Identification and characterization of genes involved in glutathione production in yeast. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2011;112(2):107–113. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2011.04.007.
9. Kulaeva OA, Tsyganov VYe. Gene expression analysis of genes coding key enzymes of cadmium detoxification in garden pea symbiotic nodules. Ekologicheskaya Genetika. 2014;12(2):13–22. (In Russ.).
10. Lu SC. Regulation of glutathione synthesis. Molecular Aspects of Medicine. 2009;30(1–2):42–59. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mam.2008.05.005.
11. Nikitin AV, Zolotareva MA. The role of the enzyme activity in formation of oxidative stress in the patients with bronchial asthma (review). Journal of New Medical Technologies. 2013;20(2):165–169. (In Russ.).
12. Lu SC. Glutathione synthesis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects. 2013;1830(5):3143–3153. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2012.09.008.
13. Li Y, Wei G, Chen J. Glutathione: a review on biotechnological production. Applied Microbiology and Biotechnology. 2004;66(3):233–242. DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-004-1751-y.
14. Li W, Li Z, Ye Q. Enzymatic synthesis of glutathione using yeast cells in two-stage reaction. Bioprocess and Biosystems Engineering. 2010;33(6):675–682. DOI: https://doi.org/10.1007/s00449-009-0361-6.
15. Annemüller G, Manger H-J, Lietz P. The yeast in the brewery. Management. Pure yeast cultures. Propagation. Berlin: VLB Berlin; 2011. 440 p.
16. Ask M, Mapelli V, Höck H, Olsson L, Bettiga M. Engineering glutathione biosynthesis of Saccharomyces cerevisiae increases robustness to inhibitors in pretreated lignocellulosic materials. Microbial Cell Factories. 2013;12(1). DOI: https://doi.org/10.1186/1475-2859-12-87.
17. Hamad GM, Taha TH, Alshehri AM, Hafez EE. Enhancement of the glutathione production by mutated yeast strains and its potential as food supplement and preservative. 2018;13(1):28–36. DOI: https://doi.org/10.3923/jm.2018.28.36.
18. Wang Z-Y, He X-P, Liu N, Zhang B-R. Construction of self-cloning industrial brewing yeast with high-glutathione and low-diacetyl production. International Journal of Food Science and Technology. 2008;4(6):989–994. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2007.01546.x.
19. Sasaki K, Hara KY, Kawaguchi H, Sazuka T, Ogino C, Kondo A. Nanofiltration concentration of extracellular glutathione produced by engineered Saccharomyces cerevisiae. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2016;121(1):96–100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2015.05.013.
20. Prima A, Hara KY, Djohan AC, Kashiwagi N, Kahar P, Ishii J, et al. Glutathione production from mannan-based bioresource by mannanase/mannosidase expressing Saccharomyces cerevisiae. Bioresource Technology. 2017;245:1400–1406. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.05.190.
21. Anschau A, dos Santos LO, Alegre RM. A cost effective fermentative production of glutathione by Saccharomyces cerevisiae with cane molasses and glycerol. Brazilian Archives of Biology and Technology. 2013;56(5):849–857. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-89132013000500017.
22. Cha J-Y, Park J-C, Jeon B-S, Lee Y-C, Cho Y-S. Optimal Fermentation Conditions for Enhanced Glutathione Production by Saccharomyces cerevisiae FF-8. Journal of Microbiology. 2004;42(1):51–55.
23. Schmacht M, Lorenz E, Stahl U, Senz M. Medium optimization based on yeast’s elemental composition for glutathione production in Saccharomyces cerevisiae. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2017;123(5):555–561. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2016.12.011.
24. Musatti A, Manzoni M, Rollini M. Post-fermentative production of glutathione by baker’s yeast (S. cerevisiae) in compressed and dried forms. New Biotechnology. 2013;30(2):219–226. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nbt.2012.05.024.
25. Santos LO, Alegre RM, Garcia-Diego C, Cuellar J. Effects of magnetic fields on biomass and glutathione production by the yeast Saccharomyces cerevisiae. Process Biochemistry. 2010;45(8):1362–1367. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procbio.2010.05.008.
26. Sharipov KO, Skvortsova NN, Arykbayeva AB. The study of the content of glutathione in the yeast Saccharomyces cerevisiae during storage. Vestnik KazNMU. 2017;(3):217–219. (In Russ.).
27. Skvortsova NN, Shleikin AG, Arykbayeva AB. The effect of prolonged freezing on the content of thiol substances and proteolytic activity of yeast. Journal of International Academy of Refrigeration. 2018;(3):62–66. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17586/1606-4313-2018-17-3-62-66.
28. Smirnov LP, Sukhovskaya IV. Glutathione role in antioxidant protection and in functioning of biotransformation system. Proceedings of Petrozavodsk State University. 2014;143(6):34–40. (In Russ.).
29. Couto N, Wood J, Barber J. The role of glutathione reductase and related enzymes on cellular redox homoeostasis network. Free Radical Biology and Medicine. 2016;95:27–42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.02.028.
30. Bilan DS. Geneticheski kodiruemye fluorestsentnye sensory okislitelʹno-vosstanovitelʹnykh protsessov v zhivykh sistemakh [Genetically encoded fluorescence sensors of redox processes in living systems]. Cand. bio. sci. diss. Moscow: Shemyakin and Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; 2014. 127 p.
31. Bilan DS, Shokhina AG, Lukyanov SA, Belousov VV. Main cellular redox couples. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2015;41(4):385–402. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.7868/S0132342315040041.
32. Kurylenko OO, Dmytruk KV, Sibirny A. Glutathione metabolism in yeasts and construction of the advanced producers of this tripeptide. In: Sibirny A, editor. Non-conventional yeasts: from basic research to application. Cham: Springer; 2019. pp. 153–196. DOI: https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-030-21110-3_6.
33. Kumar C, Sharma R, Bachhawat AK. Utilization of glutathione as an exogenous sulfur source is independent of γ-glutamyl transpeptidase in the yeast Saccharomyces cerevisiae: evidence for an alternative gluathione degradation pathway. FEMS Microbiology Letters. 2003;219(2):187–194. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-1097(03)00059-4.
34. Schmacht M, Lorenz E, Senz M. Microbial production of glutathione. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2017;33(6). DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-017-2277-7.
35. Wang Z, Tan T, Song J. Effect of amino acids addition and feedback control strategies on the high-cell-density cultivation of Saccharomyces cerevisiae for glutathione production. Process Biochemistry. 2007;42(1):108–111. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procbio.2006.07.008.
36. Wen S, Zhang T, Tan T. Maximizing production of glutathione by amino acid modulation and high-cell-density fedbatch culture of Saccharomyces cerevisiae. Process Biochemistry. 2006;41(12):2424–2428. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procbio.2006.06.030.
37. Tang L, Wang W, Zhou W, Cheng K, Yang Y, Liu M, et al. Three-pathway combination for glutathione biosynthesis in Saccharomyces cerevisiae. Microbial Cell Factories. 2015;14(1). DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-015-0327-0.
38. Lushchak VI. Oxidative stress in yeast. Biochemistry. 2010;75(3):346–364. (In Russ.).
39. Kerti O. Molecular mechanisms controlling intracellular glutathione levels in baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae and a random mutagenized glutathione over-accumulating isolate. Tallinn: Tallinn University of Technology; 2012. 108 p.
