合成生物催化剂 摘译自: http://www.mdpi.com/2311-5637/4/3/59  

 

高效的葡萄糖和木糖共发酵生产纤维素乙醇需要强壮的微生物菌体,酿酒酵母因其具有快速的糖耗和高糖、乙醇耐受的性质,被认为是理想的糖发酵生产乙醇的菌种。新加坡义安理工学院研究人员利用代谢工程、进化工程和菌株杂交的手段构建出一株高效木糖发酵的二倍体酿酒酵母。

研究首先构建4个附加体质粒,分别包含两个拷贝密码子优化的瘤胃壶菌属E2来源编码木糖异构酶的基因(PirXylA)、一个拷贝密码子优化的根囊鞭菌属ukk1来源编码木糖异构酶的基因(OrpXylA)、一个拷贝PirXylAOrpXylA的串联、两个拷贝OrpXylA。将这4个质粒的各种组合转入具有呼吸缺陷的进化酵母菌株中,表征不同组合的工程酵母。结果显示两个拷贝PirXylA有利于以木糖为唯一碳源时木糖发酵,两个拷贝OrpXylA有利于葡萄糖和木糖共发酵。

随后研究将多拷贝的PirXylAOrpXylA分别整合到两株进化菌株(呼吸缺陷和非呼吸缺陷的酿酒酵母)基因组上,产生4种工程菌株。将整合OrpXylA的具有呼吸缺陷的菌株与整合PirXylA的非呼吸缺陷菌株进行杂交,产生菌株STXQ。该菌株细胞生长能力和木糖发酵能力均有所提高。菌株STXQ共发酵162g/L葡萄糖和95g/L木糖用了23h,产生120.6g/L乙醇,糖消耗高达99%,乙醇产量0.47g/g,乙醇生产率达到5.26g/L/h

 

(孔杨杨 摘译)


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