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酿酒酵母乙酸耐性分子机制的功能基因组进展
  • ISSN号:1000-3061
  • 期刊名称:生物工程学报
  • 时间:2014
  • 页码:368-380
  • 分类:Q819[生物学—生物工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学生命科学与技术学院,辽宁大连116023, [2]上海交通大学生命科学技术学院,上海200240
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划项目(2012AA021205,2012AA101805); 国家自然科学基金项目(21376043)
  • 相关项目:酵母菌锌金属组研究及高效燃料乙醇细胞工厂的构建
中文摘要:

利用可再生的纤维素原料生产燃料乙醇是国内外研究的热点。但纤维素原料一些预处理过程产生的乙酸对酿酒酵母细胞生长和乙醇发酵产生强烈抑制,因此,提高酿酒酵母细胞的乙酸耐受性是提高纤维素乙醇发酵效率的重要手段。本文研究了谷氧还蛋白家族中GRX5p的编码基因的过表达对酿酒酵母在乙酸胁迫条件下细胞生长和发酵性能的影响。结果表明,过表达GRX5的重组菌株在含有5 g·L1乙酸的平板中生长优于对照菌株;在含有5 g·L1乙酸的培养基中进行乙醇发酵,过表达GRX5的重组菌株可在48 h基本消耗培养基中所有的葡萄糖,发酵周期比对照菌株缩短了12 h。过表达GRX5菌株的乙醇生产强度为0.897 g·L1·h1,比对照提高了28.5%。代谢物分析结果表明,过表达GRX5的重组菌株可产生更多的保护性物质海藻糖和甘油,有利于增强菌株胁迫耐受性。

英文摘要:

Fuel ethanol production using renewable cellulosic materials has attracted widespread attention by researchers. However, acetic acid released from the pretreatment process exerts severe inhibition on yeast cell growth and ethanol fermentation. Therefore, improvement of acid tolerance of industrial Saccharomyces cerevisiae benefits efficient cellulosic ethanol production. In this work, glutaredoxin encoding gene GRX5 was overexpressed in S. cerevisiae, and it was found that the GRX5 overexpression strain grew better than that of the control strain in the plates containing 5 g·L1 acetic acid. When ethanol fermentation in the presence of 5 g·L1acetic acid was evaluated, it was found that the GRX5 overexpression strain consumed all glucose in the broth within 48 h, 12 h shorter than that of the control strain. Ethanol productivity of the GRX5 overexpressed strain was determined to be 0.897 g·L1·h1, with a 28.5% increase than that of the control strain. Analysis of the key metabolites showed that the GRX5 overexpression strain produced higher concentration of trehalose and glycerol, which might explain its improved cell viability in the presence of acetic acid stress.

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期刊信息
  • 《生物工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院微生物研究所 中国微生物学会
  • 主编:杨胜利
  • 地址:北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所内B401室
  • 邮编:100101
  • 邮箱:cjb@im.ac.cn
  • 电话:010-64807509
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3061
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1998/Q
  • 邮发代号:82-13
  • 获奖情况:
  • 北京市优秀科技期刊期刊奖,中国科协首届优秀学术期刊奖,2000年中科院优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:18441