不同信号肽对酿酒酵母蔗糖转化酶Suc2分泌表达水平的影响

作者：王天琦; 王碧莹; 付彤; 陈晓艺; 李宪臻; 杨帆^*

来源：微生物学杂志, 2023, 43(05): 9-20.

• 酿酒酵母
• 蔗糖转化酶Suc2
• 菊糖
• 分泌水平
• 分泌信号肽
• 生物乙醇

目前，绝大多数酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株利用菊糖生产乙醇的能力有限，而蔗糖转化酶Suc2是酿酒酵母水解菊糖的关键酶，其分泌水平直接影响酿酒酵母转化菊糖为乙醇的性能。为提高酿酒酵母中蔗糖转化酶Suc2的分泌表达水平，利用生物信息学的分析方法选择出11种不同的分泌信号肽，包括酿酒酵母内源性、其他菌株来源以及已报道序列优化改造的信号肽，将它们融合至Suc2并构建了相应的酿酒酵母BY4741重组菌。其中，酿酒酵母内源分泌信号肽AGA2能使蔗糖转化酶Suc2更有效的分泌，含有信号肽AGA2的重组菌BY-AG的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活相对于含有天然信号肽的原始菌BY-S分别提高42%和26%,其利用菊糖产乙醇能力较原始菌提高了32%,乙醇产量达到78.11 g/L。在使用毕赤酵母(Pichia pastoris)分泌信号肽MSB2时，蔗糖转化酶Suc2的分泌水平也有提高，含有信号肽MSB2的重组菌BY-MS较原始菌BY-S的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活分别提高了80%和74%,同时，利用菊糖产乙醇能力也提高了56%,产量达到86.31 g/L。最后，对重组菌BY-MS摇瓶发酵过程中的生物量、蔗糖酶酶活、残糖总量和乙醇产量进行了监测，结果表明，重组菌BY-MS的发酵性能较原始菌BY-S有显著提高。本研究为提高蔗糖转化酶Suc2的分泌水平、构建高效菊糖基乙醇生产菌株提供参考。

• 单位
  大连工业大学; 生物工程学院