产甘油假丝酵母烯醇化酶-磷酸酶E1对胁迫耐受的影响及应用

作者：储楚; 张渲若; 宗红; 诸葛斌; 陆信曜^*

来源：应用与环境生物学报, 2023, 29(03): 751-756.

DOI：10.19675/j.cnki.1006-687x.2022.03045

• 烯醇化酶磷酸酶E1
• 产甘油假丝酵母
• 环境胁迫
• 脂质过氧化
• 纤维素水解液

工业发酵和纤维素乙醇生产过程存在多重环境胁迫，提高菌株耐受性对发酵生产十分重要.通过敲除和RNA干扰研究产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)蛋氨酸补救途径基因CgE1对C. glycerinogenes表型的影响，并将其在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中过表达，应用于乙醇发酵.结果显示，敲除CgE1无法获得转化子.干扰CgE1表达使C. glycerinogenes的乙酸、H2O2和高温耐受性降低，但对其低温、高糖和高盐耐受无影响.过表达CgE1使重组S.c erevisiae的乙酸、H2O2和高温耐受性提高.高温下，重组S. cerevisiae乙醇产量为30.5 g/L，提高10.5%,16 h时生产强度提高28.6%；乙酸胁迫下，乙醇产量为35.1 g/L，提高9.0%,36 h时生产强度提高4.4倍；过氧化氢胁迫下乙醇产量为36.5 g/L，提高9.6%,60 h时生产强度提高33.1%；在未脱毒纤维素水解液中，乙醇产量为15.2 g/L，提高22.6%，单位菌体产量提高18.3%,30 h时生产强度提高23.1%.此外，干扰表达的C. glycerinogenes和过表达的S. cerevisiae在胁迫下的细胞膜脂质过氧化水平都发生明显变化.过表达菌株在胁迫条件下胞内蛋氨酸含量增加.本研究表明CgE1是C. glycerinogenes生长必需基因，通过调控细胞膜脂质过氧化水平和调节胞内蛋氨酸水平提高C. glycerinogenes和重组S. cerevisiae的乙酸、H2O2和高温耐受性，并能增强重组S. cerevisiae在高温胁迫下和未脱毒纤维素水解液中的乙醇发酵性能.(图5表2参21)

• 单位
  工业生物技术教育部重点实验室; 江南大学; 生物工程学院