通过CRISPR/Cas9基因组编辑来进行Saccharomyces cerevisiae的定向水解和葡萄糖素的发酵

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 合成生物学 合成生物学
• 生物精炼是生物精炼的一种方式.

背景情况:

• 来自生物质的葡萄糖氧烯 (GX) 是微生物转化的一个有前途的原料.
• 工程Saccharomyces cerevisiae直接化GX避免了苛刻的化学预处理.
• 有效的酶表达和分泌对于经济可行性至关重要.

研究的目的:

• 配备S. cerevisiae的西兰溶解酶用于木GX的水解.
• 确定GX分解和酵母生长的最佳酶组合.
• 选酵母菌株以有效的酶表达,分泌和GX产品代谢.

主要方法:

• 基于GX化学特征的向性酶选择.
• 构建和选表达各种酶组合的酵母菌株.
• 在氧气有限的条件下生物反应器发酵.
• 共同培养策略和外部酶补充.

主要成果:

• 除了西兰酶和β-西洛酶外,α-甲基-葡萄糖酶的活性对GX水解和酵母生长至关重要.
• 带有BmXyn11A西兰酶和XylAβ-西洛酶的菌株在GX上表现出良好的生长.
• 在一些工程菌株中,α-甲基-葡萄糖酶的低效表达限制了生长效益.
• 同种植和酶补充增强了GX发酵,产生高达1.33g的L-1乙醇.

结论:

• 具有平衡活动的最佳酶组合对于设计S. cerevisiae用于GX水解至关重要.
• 酵素与酵母分泌系统的兼容性和水解产品的高效代谢是至关重要的.
• 工程酵母,特别是在共同培养中,表现出强大的GX发酵,推进可持续的生物加工.