基本性质

α-乙酰乳酸脱羧酶(α-acetolactate decarboxylase, α-ALDC)是酵母中 2, 3-丁二醇合成途径第二步催化反应的关键酶，也是 α-乙酰乳酸分解代谢流向缬氨酸、亮氨酸的生物合成关键调控点。尽管不同来源的α-乙酰乳酸脱羧酶分子量及理化特性有所不同，但是大多数微生物合成的 α-ALDC 由两个大小相同的亚基组成，分子量约为 20~40 kDa，pI 值为 4.7左右，最适 pH 在 5.0~7.0 之间，最适反应温度约为 40 ℃ 1 。

基因特点

各种细菌来源的α-乙酰乳酸脱羧酶基因同源性差异很大，通过分子生物学软件对GeneBank上的一些序列进行同源性比较： Bacillus subtilis和 Coxiella burnetii之间48%； Bacillus subrilis和 Bacillus licheniformis之间49%； Bacillus subtilis和 Lactococcus lactis之间54%； Coxiella burnetii和 Bacillus licheniformis仅有15%； Coxiella burnetii和 Lactococcus lactis 之间20%， Bacillus licheniformis和Lactococcus lactis之间为20% 2 。

对枯草芽饱杆菌α-乙酰乳酸脱羧酶基因 alsD分析，其中有5个编码精氨酸的大肠杆菌的稀有密码子：1个CGA密码子，编码第3个氨基酸残基；另外4个AGA密码子分别编码第124、142、170和226位的精氨酸残基。枯草芽抱杆菌α-乙酰乳酸脱羧酶基因 alsD是处于一个叫 alsSD的操纵子下游的基因。 alsSD操纵子约4.5 kb，由 als操纵子调节蛋白基因口括尺，乙酞乳酸合成酶基因 alsS和a-乙酰乳酸脱羧酶基因 alsD串连组成；在aIs R和als S之间有两个彼此分开的核糖体结合位点(RBS)，在 alsS和 alsD之间有一个核糖体结合位点(RBS)， alsD后面串联着该基因的终止子 3 。

在乳酸乳球菌α-乙酰乳酸脱羧酶基因 aldB，它是leu-ilv-ald操纵子的第2个基因，编码3种支链链氨基酸(BCAA)残基亮氨酸、异亮氨酸和撷氨酸的合成。该基因在细胞中起到双重作用①催化乙偶姻途径的第二步反应。②控制亮氨酸和撷氨酸合成过程中α-乙酰乳酸池。它转录可以从 Ieu基因和 ilv基因的启动子(P1和P2)开始，或者从自身启动子(P3)开始 4 。

筛选了 Leuconostoc oenos的基因组文库,得到了编码α-乙酰乳酸脱羧酶基因的 alsD基因,该基因翻译为239个氨基酸残基。研究表明筛选到的片断转录为 alsS和 alsD基因，表明这两个基因位于同一个操纵子中 2 。

可以推测α-乙酰乳酸脱羧酶基因在微生物的基因组可能有相同或者相似的组织形式。

作用机理

α-乙酰乳酸生成乙偶姻的方式有两种：一种是先经过非酶促氧化脱羧生成双乙酰，双乙酰再经过双乙酰还原酶的催化生成乙偶姻，该方式反应速度慢，且会生成双乙酰；另一种是通过 α-ALDC 的催化直接生成乙偶姻和二氧化碳，该方式反应速度快，且能够避免双乙酰的形成 1 。

在啤酒工业中的应用

双乙酰

双乙酰(diacetyl)是啤酒发酵中的风味物质，但是啤酒中双乙酰含量超过0.15 mg/L 时就能产生令人不愉快的馊饭味，严重影响啤酒的风味，国家标准(GB4927-2008)规定优级啤酒中双乙酰含量不得高于0.10 mg/L 5 。

在啤酒发酵过程中，已经研究清楚的酵母代谢生成双乙酰的途径主要有两种：一种是由羟乙基硫胺素的焦磷酸盐与乙酰辅酶 A 直接缩合得到，另一种是由 α-乙酰乳酸经非酶促氧化脱羧得到。酵母合成缬氨酸必须先生成中间产物 α-乙酰乳酸，而 α-乙酰乳酸在酵母中的合成代谢要快于分解代谢，这使得它在酵母细胞中逐渐积累。当积累量达到一定程度时，一部分被分泌到啤酒发酵液中，这部分 α-乙酰乳酸会进一步生成双乙酰，这无疑会给双乙酰含量的控制带来很多困难。因此，控制 α-乙酰乳酸的生成量也成了控制双乙酰含量的一个重要因素 1 。