运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)是发酵单胞菌属的一个种，由于其具有很强的运动性而得名。

发现

有关 Z. mobilis的记载，最早是1928年Lindner关于从墨西哥的龙舌兰酒中分离的一种微生物的报道。后来人们从苹果酒、棕榈榨取液、甘蔗汁以及啤酒中均发现有 Z. mobilis的存在。从此，人们对这种细菌的形态、培养方式、代谢途径及分类等基本特征和在工业医疗领域的应用价值进行了大量的研究。

Z. mobilis属农杆菌，微好氧生长。它是唯一一种通过ED代谢途径将葡萄糖和果糖转化为乙醇的细菌。因其丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶基因能够高效表达，乙醇发酵能力非常突出。同时 Z. mobilis生长的营养需求相对简单。这些优点使得 Z. mobilis在工业化生产领域具有广阔的应用前景。

特性

Z. mobilis是一种革兰氏阴性菌，大多呈直杆状，尾端呈圆形或卵圆形，有1～4根鞭毛，宽1～1.5 µm，长2～6 µm，常成对存在，但很少集结成短链状。兼性厌氧条件生长，在25～31 ℃，在无氧条件下生长最佳，有氧条件下也可生存，在60 ℃、5 min可灭活。 Z. mobilis高度耐酸，能在磷化氢5～7.5之间生长。高度耐受乙醇，在乙醇浓度5.5%条件下可以无影响生长，浓度达到7.7%时则无法生长。高度耐受葡萄糖，在含有20%浓度葡萄糖环境中可以正常生长，当浓度达到40%时只有11～89%的菌株可以存在。只要含有D-葡萄糖或果糖，就很容易在液体培养基中生长。但是生长的必需条件就是含有维生素H和泛酸盐，且在培养基中混入氨基酸就可以使细菌生长的很好，但却没有一种氨基酸是生长所必需的。细菌在微需氧条件下，菌落直径在2d时可以长到0.3 mm，7～8 d时长到3～5 mm，呈圆形，规则，有完整边界，凸起状，不透明，灰白色。

用途

Z. mobilis存在广泛。在坏掉的啤酒、苹果酒、梨酒、发酵的龙舌草汁、棕榈汁、含糖的果汁及蜂蜜中均可以发现，尤其在热带国家的一些发酵植物果汁中很常见。

在代谢方面， Z. mobilis只能发酵葡萄糖、果糖和蔗糖。在1950年代早期，Gibbs和DeMoss就发现，发酵单胞菌在厌氧条件下以Enter-Doudoroff途径(见图1-2)代谢糖而在生物化学界扬名。这让人们非常惊讶，因为发酵单胞菌是第一个(至今仍为数不多)厌氧条件下应用严格需氧菌代谢糖的途径的细菌。Seo等报道了 Z. mobilis ZM4的全基因组序列后，提出造成这种现象的原因是因为细菌中缺少Embden-Meyerhof-Parnas代谢途径的关键酶6-磷酸果糖激酶和三磷酸循环中的两个关键酶2-酮戊二酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶，所以只能够采用ED途径代谢葡萄糖产生乙醇，这一过程中的关键酶是丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶。

发酵单胞菌只把很少量的一部分葡萄糖同化作为构造细胞用。约98%的葡萄糖发酵生成乙醇，只有2%作为碳源。有氧呼吸时，会把酒精变成醋酸。

Z. mobilis最大的不足处是其所能利用的碳源受到限制，无法充分利用木质纤维素水解糖类。因此，从20世纪80年代开始，人们便开始利用基因工程的方法改造 Z. mobilis，扩大其碳源范围，经过20多年的努力，取得了很大的成功。同时，人们还尝试利用 Z. mobilis强大的ED代谢途径来生产其它产品，如丙氨酸、β-胡萝卜素等。

参考资料