在压力条件下的Saccharomyces cerevisiae中对酸驱动的质子的评估
Krishnan Sreenivas1, Leon Eisentraut1, Daniel P Brink1
1Division of Applied Microbiology, Department of Chemistry, Lund University, Naturvetarvägen 14, 221 00 Lund, Sweden.
Microorganisms
|March 28, 2024
概括
在Saccharomyces cerevisiae中引入来自Arabidopsis thaliana的无机酸盐酶 (H+-PPase) 减少了ATP负担. 这在恶劣的工业条件下增强了酵母生长和ATP水平,提高了其作为细胞工厂的潜力.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 细胞生物学 细胞生物学
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 细菌菌依赖ATP进行pH稳态通过质子转位ATPase (H+-ATPase),这是一个重要的细胞能量流失.
- 酵母的工业应用往往涉及恶劣的条件,如低pH值和酸盐压力,影响生产力.
研究的目的:
- 评估来自Arabidopsis thaliana的外源性质子转移酸盐酶 (H+-PPase) 在降低Saccharomyces cerevisiae中的ATP消耗方面的有效性.
- 评估H+-PPase局部化 (真空与细胞膜) 在乙酸盐应激下对酵母表现的影响.
主要方法:
- 来自Saccharomyces cerevisiae中的Arabidopsis thaliana的H+-PPase的外部表达.
- 使用生物传感器 (pHluorin和mQueen-2m) 来监测细胞内pH (pHi) 和ATP水平.
- 在模拟的工业条件下 (低pH值,乙压力) 培养的工程酵母菌株,使用葡萄糖或树脂素作为碳来源.
主要成果:
- 真空膜H+-PPase菌株在pH值3.7和6g·L-1乙酸压力下显示出35%的增长率.
- 在无氧发酵过程中,在H+-PPase菌株中观察到细胞内ATP水平升高.
- 真空膜H+-PPase和pH-的同时表达,在无氧西洛发酵过程中增加了11.4%的增长率和长时间的对数增长.
结论:
- 工程Saccharomyces cerevisiae与真空膜H+-PPase提供了一种可行的策略,以减轻ATP流失并增强细胞强度.
- 这种方法在具有挑战性的工业环境中有望提高酵母细胞工厂的生产率.
- 使用H+-PPase为优化酵母发酵过程提供了一个新的代谢工程工具.
