改造酿酒酵母内源基因表达提高木糖利用和乙酸胁迫耐受性

发布时间：2021-07-07 14:24

　　木糖是木质纤维素原料水解液中最主要的五碳糖成分,其利用有助于提高木质纤维素生物转化效率,然而广泛用于多种生物燃料和生物基化学品生产的酿酒酵母缺乏有效的木糖利用途径,必须通过代谢工程改造才能利用木糖。虽然已对木糖利用重组酵母的构建进行了多年的研究探索,但木糖发酵能力差的问题仍然比较突出。此外,木质纤维素原料预处理过程中产生多种抑制酿酒酵母生长和发酵的物质,其中乙酸是主要抑制物成分,且酵母在木糖发酵时对乙酸的敏感性比在葡萄糖条件下更高。因而,提高酿酒酵母菌株的木糖代谢能力和乙酸胁迫耐受性是选育高效发酵菌株的关键。近期研究表明,酿酒酵母中涉及转录调控、线粒体功能相关以及MAPK信号通路等的多个内源关键基因的突变或表达水平变化对木糖利用具有重要影响,但内源基因对酿酒酵母木糖利用的影响机理还不清楚。因此,对影响木糖利用的关键内源基因进行深入探索,有利于揭示酿酒酵母木糖利用的全局调节机制,提高菌株选育效率。首先,本研究比较了多个酿酒酵母菌株,包括实验室酵母、工业酵母和自然界分离的野生酵母菌株等的混合糖发酵能力和环境胁迫耐受性。发现一株分离自甘蔗渣中的野生酿酒酵母菌株YB-2625具有较好的混合糖利... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３提高木糖利用和乙酸耐受性的策略??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ?ｔｏ?ｉｍ?

在ＸＲ－ＸＤＨ途径工程菌中过表达来源于ｉａｃ／ｏｃｏｃｃｗＷｏｃ／ｈ的ＮＡＤＨ氧化??酶可使木糖醇产率降低７０％，乙醇产率提高３９％［３５］。可调节木糖发酵酿酒酵母??胞内辅因子平衡的多种策略如图１．５所不。此外，值得注意的是ＸＲ与ＸＤＨ的??酶活水平也发挥至关重要的作用。：＾３１１１１１〇＾３［３６，３７］等认为高ＸＲ和ＸＤＨ活力有助??于提高重组菌株木糖发酵能力，而Ｋｉｍ等１１８，３Ｓ］则认为编码ＸＤＨ的ＡＨ２基因表??达量是影响木糖代谢最为关键的因素，且较低的ＸＲ和ＸＤＨ的酶活比例（￡０．１）??有利于降低副产物木糖醇的产率。??８?ｂ?Ｘｙｌｏｓｅ?Ｃ?ｄ?Ａｃｅｔａｔｅ??Ｉ?！??Ｇｌｕｃｏｓｅ－６－Ｐ?Ｇｌｕｔａｍａｔｅ?Ｘｙｌｏｓｅ?Ａｃｅｔａｔｅ??ｙｖｕｃｉ?Ｌ－ＮＡＤＰ＊?Ｌ－－?ＮＡＤＨ??＼ＡＣＳ??ａ－ｋｅｔｏｇ丨ｕｔａｒａｔｅ，?ＮＨ，?ＸｙＪｉｔｏｌ?０２?Ａｃｅｔｙｌ－ＣｏＡ??一１?Ｕｅｈ?ｘｄｈ?ｗｍ－４?ｎ〇ｉＥ?ｃｓ３Ｋ｜ａ（，ｆｔｅ??〇即７?、ＭＡＤ

更易直接接近组蛋白或者ＤＮＡｔ１?＠。??酿酒酵母中ＳＡＧＡ?（Ｓｐｔ－Ａｄａ－Ｇｃｎ５乙酰转移酶）是一个由超过２０个蛋白所??组成的复合体（图１．１０），分为功能不同的四个亚复合体，分别为去泛素化模块??（ＤＵＢｍ），组蛋白乙酰转移酶（ＨＡＴ）模块以及ＳＰＴ和ＴＡＦ模块。ＤＵＢｍ模??块包含四种蛋白：Ｕｂｐ８ｐ、Ｓｇｆｌｌｐ、Ｓｕｓｌｐ?和?Ｓｇｆ７３ｐ。Ｓｇｆ７３ｐ?除了作为?ＤＵＢｍ?的??组分外，还具有将ＤＵＢｍ连接到ＳＡＧＡ复合体的其余部分以及募集ＤＵＢｍ到其??底物的作用。ＳＰＴ和ＴＡＦ模块则分别与启动前复合体装配和ＳＡＧＡ结构有关。??ＨＡＴ模块含有Ｇｃｎ５乙酰转移酶，与Ａｄａ２ｐ、Ａｄａ３ｐ、Ｓｇｆ２９ｐ和Ａｈｃ２ｐ形成蛋白??复合体＿８］。??在ＳＡＧＡ染色体重构复合体中，ＨＡＴ模块发挥重要的功能，ＧＣＡ／Ｊ的破坏??可引起酵母细胞中约５％基因表达的变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]絮凝基因FLO1及FLO1c高表达提高工业酿酒酵母乙酸耐受性及发酵性能[J]. 杜昭励,程艳飞,朱卉,何秀萍,张博润.  生物工程学报. 2015(02)
[2]不同宿主来源的重组酿酒酵母混合糖代谢比较[J]. 左颀,张明明,程诚,赵心清,刘海军,徐友海,朱庆伟,白凤武.  微生物学通报. 2014(07)
[3]锌离子提高絮凝酵母乙酸胁迫耐受性[J]. 徐桂红,赵心清,李宁,白凤武.  化工学报. 2012(06)
[4]稳定高效表达木糖还原酶基因工业酿酒酵母的构建及木糖醇发酵的初步研究[J]. 李敏,马涛,生举正,郭亭,鲍晓明.  食品与发酵工业. 2006(01)
[5]酿酒酵母工业菌株中XI木糖代谢途径的建立[J]. 沈煜,王颖,史文龙,刘向勇,鲍晓明,曲音波.  中国生物工程杂志. 2005(09)
[6]絮凝特性对自絮凝颗粒酵母耐酒精能力的影响及作用机制[J]. 胡纯铿,白凤武,安利佳.  生物工程学报. 2005(01)



本文编号：3269794