合成生物催化剂,摘译:https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-020-01802-z

木质纤维素生物质是可再生生物燃料资源。然而,存在于木质纤维素水解物中的抑制剂对丙酮丁醇梭菌发酵丙酮-丁醇-乙醇acetone-butanol-ethanol ABE是巨大的挑战。特别是,低浓度的酚类化合物会严重阻碍ABE的产生。因此,迫切需要了解酚类抑制剂引起的细胞内代谢紊乱的机制以识别破坏ABE有效生产的关键工业瓶颈。 

近日,南开大学泰达学院黄笛和刘斌作为共同通讯作者在biotechnology for biofuels上发表文章:Gene coexpression network analysis reveals a novel metabolic mechanism of Clostridium acetobutylicum responding to phenolic inhibitors from lignocellulosic hydrolysates在这项研究中,作者表征了在四种典型酚类抑制剂(丁香醛,香草醛,阿魏酸和对香豆酸)存在下,丙酮丁醇梭菌发酵ABE的时间添加这些抑制剂ABE的生产产生不同的不可逆影响其中,丁香醛对丁醇的产生具有最大的抑制作用,其次是香兰素,阿魏酸和香豆酸。随后,作者基于RNA测序数据建立了加权基因共表达网络分析(a weighted gene co-expression network analysisWGCNA)用于识别由四种酚类抑制剂引起的代谢扰动,并提取与胞外发酵性状相关的基因模块。利用该模型对每个模块中的基因进行了蛋白质-蛋白质相互作用分析和富集分析结果显示丁香醛的添加对核糖体蛋白,淀粉和蔗糖代谢的基因表达造成严重的代谢紊乱;香草醛主要干扰嘌呤的代谢,孢子形成和信号传导;阿魏酸引起糖基转移酶相关基因表达的代谢紊乱香豆酸引起广泛的转录组紊乱,特别是影响核糖体蛋白的基因表达和鞭毛的组装,DNA复制,修复和重组。

这项研究首次发现了酚类抑制剂的抑制机制,为开发耐苯酚的丙酮丁醇梭菌奠定了基础。

 

(杨佳玮  摘译)

 

 

 


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