氧化影响酵母酵母发酵和基因表达在酵母属Spathaspora和Scheffersomyces的基因表达
Katharina O Barros1,2,3, Megan Mader1, David J Krause1,2
1DOE Great Lakes Bioenergy Research Center, University of Wisconsin-Madison, Madison, WI, USA.
Biotechnology for biofuels and bioproducts
|February 6, 2024
概括
酵母发酵生物燃料的D-西洛斯受阻于西利托尔的积累. 基因表达,而不仅仅是辅助因子偏好,显著影响了糖代谢和生物燃料产量,与Sc. 克西洛酸为工程提供了有前途的基因.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 微生物学 微生物学
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 用酵母进行高效的D-西洛斯发酵对于经济高效的基于纤维素蛋白的生物燃料生产至关重要.
- 一些酵母物种表现出低效的糖代谢,导致糖积累,可能是由于糖减少酶 (XR) 和糖脱酶 (XDH) 中不平衡的辅因子偏好.
- 这种氧化还原失衡在低氧环境中尤其具有问题.
研究的目的:
- 为了研究影响D-糖发酵和酸醇积累在酵母菌种中的因素.
- 为了确定辅助因子偏好和氧气水平在西洛斯代谢途径中的作用.
- 为了确定可以增强工业菌株如Saccharomyces cerevisiae中的酵素发酵的酵母基因.
主要方法:
- 在不同的空气条件下选出发酵酵母的酵母物种.
- 酶试验和RNA-Seq用于表征XR和XDH辅因子偏好和基因表达.
- 从Scheffersomyces物种到Saccharomyces cerevisiae的西洛代谢 (XYL) 基因的异质表达.
主要成果:
- 酵母物种被确定为乙醇或醇生产者,氧气水平显著影响代谢开关.
- 在高空气化条件下观察到西利托尔积累,伴随着酶活性和基因表达的降低,这表明了超出辅助因子偏好的瓶.
- 从 Scheffersomyces xylosifermentans 中表达XYL1的重组S. cerevisiae显示了在西洛斯上改善的无氧生长.
结论:
- 糖醇积累主要通过基因表达来调节,以应对氧气水平,而不是仅仅通过XR和XDH的辅因子偏好.
- Scheffersomyces xylosifermentans 是一种有价值的基因来源,用于改善S. cerevisiae中的西洛发酵.
- 具有特定基因的工程S. cerevisiae可以增强其发酵西洛斯的能力,促进生物燃料生产.
