合成生物催化剂 摘译自:

https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-018-1295-5

酿酒酵母在木质纤维素水解产物的发酵中起重要作用。然而木质纤维素水解产物中弱的有机酸会妨碍这种可再生资源用于燃料和化学品生产。 最近研究发现细胞膜重塑能够获得对有机酸的耐受性,但是其对酸胁迫的响应机制尚不清楚。

为了研究酿酒酵母耐酸性的潜在机制,研究人员对在四种不同弱酸(乙酸,甲酸,乙酰丙酸和肉桂酸)存在下生长的酿酒酵母中的脂质和脂肪酸进行了比较分析。发现酵母细胞在酸胁迫条件下表现为三酰基甘油的积累和甾醇酯的降解。此外,还观察到磷脂酰酸,磷脂酰胆碱,磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺的减少,以及磷脂酰肌醇的增加。线粒体功能障碍和酸胁迫下酿酒酵母呼吸速率显着降低的原因可能是线粒体膜中的心磷脂损失。研究人员发现,麦角甾醇的积累是酵母细胞暴露于有机酸的保护机制,并且麦角甾醇生物合成中的角鲨烯环氧酶ERG1基因在麦角甾醇介导的酸耐受中起关键作用,当该基因的表达被干扰后,弱酸条件下酵母细胞的生存力会快速丧失。OLE1基因编码酿酒酵母中唯一的Δ-9脂肪酸去饱和酶,它是生产单不饱和脂肪酸所必需的。过表达OLE1基因引起细胞膜中脂肪酸不饱和指数增加,导致对乙酸,甲酸和乙酰丙酸的耐受性更强,但这种变化对暴露于亲脂性肉桂酸的细胞是不利的。

脂质代谢的比较揭示了根据酸的不同性质,酿酒酵母在乙酸,甲酸,乙酰丙酸和肉桂酸这四种酸的响应表现为细胞膜中脂质,脂肪酸和和脂肪酸不饱和系数的不同状态。 研究人员展望,在未来的工作中,可以将脂质代谢和转录组分析相结合,以更好地了解潜在的调节网络和中心碳代谢和脂质合成之间的潜在调控机制与相互作用,可以通过理性设计开发稳健的工业菌株。本研究工作由查尔姆斯理工大学Lisbeth Olsson实验室近期发表在《Biotechnology for Biofuels》上。

 

  1 酵母细胞酸适应期间脂质的重塑

(张姣 摘译)


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