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聚γ-谷氨酸（polyγ-glutamic acid，简写γ-PGA)是由微生物合成的一种高分子水溶性多聚氨基酸，由L-谷氨酸和/或D-谷氨酸单体之间通过α-氨基和γ-羧基以肽键形式形成，在微生物生理上有重要的功能，并在化妆品、食品、农业、医药行业和其他领域有着广泛的应用。枯草芽胞杆菌B6-1（Bacillus subtillis B6-1）是本实验室分离出的一株能够合成聚γ-谷氨酸的革兰氏阳性菌株，经过一系列诱导产生的突变株B.subtillis W003则是一株能高产聚γ-谷氨酸的菌株，然而其高产的机理并不清楚。 本研究通过双向电泳以及代谢分析，综合研究了B.subtillis W003高产γ-PGA的机理。选取了22 h作为蛋白取样点进行双向电泳，在22 h时菌体还处于对数生长末期，同时该时间点处于γ-PGA快速合成时期，有利于对γ-PGA的合成机制的研究。通过对两株菌的22 h胞内蛋白的双向电泳图进行分析，发现在W003中蛋白表达量高于B6-1的蛋白点有163个，其中77个差异蛋白得到了质谱鉴定。对这77个蛋白的功能进行分类，发现B.subtillis W003中与能量代谢、氨基酸及核苷酸代谢、辅酶代谢、糖酵解途径相关的蛋白得到了明显的诱导或者表达上调。 根据上述实验结果，并结合菌体胞内代谢物的分析发现： （1）B.subtillis W003的生理活动比B6-1活跃； （2）B.subtillis W003在发酵后期以溢流代谢产物乙偶姻作为碳源和能源供应，推迟了进入稳定期的时间，延长了能量供应的时间。 （3）在发酵中后期，在NH4+不足的条件下，B.subtillis W003以谷氨酰胺作为氨的供体用以合成谷氨酸，该过程强于B.subtillis B6-1，B.subtillis W003可以提供更多的内源性谷氨酸供应聚γ-谷氨酸的合成。 这些结果表明高产菌株B.subtillis W003通过提高自身生理状态、延长能量供应时间以及提高谷氨酸供应量来增强γ-PGA的合成。这些研究有助于我们深入地理解γ-PGA的合成机理，为有关γ-PGA合成的代谢工程研究提供指导。