谷胱甘肽是由L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸缩合而成的一种同时含有γ-谷氨酰基和巯基的生物活性三肽化合物。谷胱甘肽在生物体内具有多种重要的生理功能,特别是对于维持生物体内适宜的氧化还原环境起着至关重要的作用,在临床医药、食品工业、体育运动及有关生物研究领域有着广泛的用途。γ-胱硫醚裂解酶(γ-CTLase)和β-胱硫醚合成酶(β-CTSase)是酿酒酵母半胱氨酸合成通路上的关键酶,调控两种酶的相应基因分别是CYS3和CYS4;γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶分别是谷胱甘肽生物合成第一步和第二步反应的关键酶,调控两种酶的基因分别是GSH1和GSH2。利用基因重组技术分别构建CYS3基因剔除菌、CYS4基因剔除菌和GSH1基因剔除菌和GSH2基因剔除菌,然后通过对比野生菌与突变酵母菌生长曲线并定量检测两者中谷胱甘肽和氨基酸的含量,得出CYS3基因、CYS4基因和GSH1基因和GSH2基因剔除对谷胱甘肽和氨基酸代谢的影响程度。根据摇瓶实验结果,与野生菌株相比,CYS3基因剔除菌中谷胱甘肽含量降低了26.1%,CYS4基因剔除菌中谷胱甘肽含量提高了6%,GSH1基因剔除菌中谷胱甘肽含量降低了18.5%,GSH2基因剔除菌中谷胱甘肽含量降低了4.17%。这对谷胱甘肽合成工艺提供了理想依据,也就是说CYS4基因突变能提高合成谷胱甘肽的量;而CYS3基因和GSH1基因的剔除使得谷胱甘肽合成量明显下降,提示克隆此两种关键酶做成基因工程菌能显著提高谷胱甘肽合成的产量。综合CYS3、CY4和GSH1、GSH2基因剔除和其它在谷胱甘肽代谢途径中关键酶基因剔除实验结果所得数据,可以建立酿酒酵母谷胱甘肽代谢网络系统生物学模型。