糖产乙醇的酿酒酵母工程菌研究进展

代谢木糖产乙醇的酿酒酵母工程菌研究进展作者：张金鑫，田沈，刘继开，张亚珍，杨秀山，ZHANGJin-Xin，TIANShen，LIUJi-Kai，ZHANGYa-Zhen，YANGXiu-Shan作者单位：首都师范大学,生命科学学院,北京,100037刊名：微生物学通报英文刊名：MICROBIOLOGY年，卷(期)：2008，35(4)被引用次数：2次参考文献(25条)1.NigamJNDevelopmentofxylose-fermentingyeastPichiaStipitisforethanolproductionthroughadaptationonhardwoodhemicelluoseandprehycrolysate2001(02)2.K(o)tterP.CifiacyMXylosefermentationbySaccharomycescerevisiae19933.JeppsonM.JohanssonB.Hahn-HagerdalBReducedoxidativepentosephosphatepathwayfluxinrecombinantxylose-utilizingSaccharomycescerevisiaestrainsimprovestheethanolyieldfromxylose20024.WatanabeS.KodakiT.MakinoKCompletereversalofcoenzymespecificityofxylitoldehydrogenaseandIncreaseoftherrnostabilitybytheintroductionofstructuralzinc20055.WatanabeS.SalehAA.PackSPEthanolproductionfromxylosebyrecombinantSaccharomycescerevisiaeexpressingproteinengineeredNADP+-dependentxylitoldehydrogenase2007(03)6.鲍晓明.高东.王祖农木糖代谢基因表达水平对酿酒酵母重组菌株产物形成的影响1997(04)7.AEliasson.JHSHofmeyr.SPedlerThexylosereductase/xylitoldehydrogenase/xylulokinaseratioaffectsproductformationinrecombinantxylose-utilisingSaccharomycescerevisiae20018.刘继开.田沈.张亚珍代谢木糖和葡萄糖的重组酿酒酵母的构建[期刊论文]-可再生能源2007(01)9.WalfridssonM.BanAM.LiliusGEthanolicfermentationofxylosewithSaccharomycescerevisiaeharboringtheThermusthermophilusXYLAgenewhichexpressesanactivexylose(glucose)isomerase199610.LonnA.GardonylM.Hahn-HagerdalBColdadaptationofxyloseisomerasefromthroughrandomPCRmutagenesis2002(01)11.KuyperM.HarhangiHR.StaveAKHigh-levelfunctionalexpressionofafungalxyloseisomerase:thekeytoefficientethanolicfermentationofxylosebySaccharomycescerevisiae200312.KuyperM.WinklerAA.VanDijkenJPMinimalmetabolicengineeringofSaccharomycescerevisiaeforefficientanaerobicxylosefermentation:aproofofprincipie200413.KuyperM.HartogMM.ToirkensMJMetabolicengineeringofaxyloseisomeraseexpressingSaccharomycescerevisiaestrainforrapidanaerobicxylosefermentation200514.PeterR.MerviH.MerjaPTheroleofxyluokinaseinSaccharomycescerevisiaexylulosecatabolism200015.JohanssonB.ChristenssonC.HobleyTXylulokinaseoverexpressionintwostrainsofSaccharomycescerevisiaealsoexpressingxylosereductaseandxylitoldehydrogenaseanditseffectonfermentationofxyloseandlignocellulosichydrolysate200116.JinYS.NiH.LaplazaJMOptimalgrowthandethanolproductionfromxylosebyrecombinantSaccharomycescerevisiaerequiremoderateD-xylulokinaseactivity200317.WalfridssonM.HallbomJ.PenttillaMXylose-metabolizingSaccharomycescerevisiaestrainsoverexpressingtheTKLIandTALIgenesencodingthepentosephosphatepathwayenzymestransketolaseandtransaldolase199518.KarhumaaK.Hahn-HagerdalB.Gorwa-GrauslundMFInvestigationoflimitingmetabolicstepsintheutilizationofxylosebyrecombinantSaccharomycescerevisiaeusingmetabolicengineering200519.KarhumaaK.FromangerR.Hahn-HagerdaiBHighactivityofxylosereductaseandxylitoldehydrogenaseimprovesxylosefermentationbyrecombinantSacchromycescerevisae200720.KordowskaWM.TargonskiZApplicationofSaccharomycescerevisiaeandPichiastipitiskaryoductantstotheproductionofethanolfromxylose2001(3-4)21.DziubaE.ChmielewskaJFermentativeactivityofsomadehybridsofSaccharomycescerevisiaeandCandidashehataeorpachysolentannophilus2002(01)22.ChmielewskaJSelectedbiotechnologicalfeaturesofhybridsofSaccharomycescerevisiaeandYamadazymastipitis2003(01)23.毛华.曲音波.高培基酵母属间原生质体融合改进菌株木糖发酵性能1996(12)24.张明.王元君.潘仁瑞酿酒酵母和粟酒裂殖酵母属间融合和融合子特性1996(03)25.钟桂芳.傅秀辉.孙君社发酵木糖生产酒精的研究进展及其应用前景[期刊论文]-微生物学杂志2004(01)相似文献(10条)1.期刊论文张清.严明.李永建.李艳.来灿钢.许琳.ZhangQing.YanMing.LiYongjian.LiYan.LaiCangang.XuLin在酿酒酵母中共表达sXYLA和XKS1及木糖发酵的初步研究-食品与发酵工业2008,34(6)为改善重组酵母发酵木糖生产乙醇的能力,将定点突变改造后的Thermusthermophilus木糖异构酶基因sXYLA克隆到酵母表达载体pYX212并用于转化酿酒酵母SaccharomycescerevisiaeYPH499进行表达研究.酶活检测表明,改造后的木糖异构酶活性是未改造的1.91倍.在此基础上将改造后具有良好特性的木糖异构酶基因sXYLA和来自酿酒酵母的木酮糖激酶基因XKS1耦联,构建得到重组表达质粒pYX-sXYLA-XKS1,在酿酒酵母YPH499中实现组成型共表达.结果表明,在84h时重组菌发酵液酶活达到最高,木糖异构酶为0.624U/mg蛋白,木酮糖激酶为0.688U/mg蛋白.以葡萄糖和木糖为混合碳源初步进行半通氧发酵,代谢产物分析表明酿酒酵母重组菌木糖的消耗为4.75g/L,乙醇的产量为0.839g/L,分别比出发菌提高20.9%和14.8%,为酿酒酵母利用木糖发酵乙醇奠定基础.2.学位论文王颖木糖转化乙醇代谢途径在酿酒酵母工业菌株中的建立2004该文通过敏感度实验测定了G418和Cu'2+作用于三株酿酒酵母工业菌株SK-1、SPSC-1、NAN-27的最低抑菌浓度,发现三株菌对G418的敏感性差别很大,G418作用于SPSC-1酒精酵母的最低抑菌浓度达到750μg/ml,对SK-1酿酒酵母的最低抑菌浓度只有100μg/ml.同株菌在不同的培养基上对铜离子的耐受性相差也很大,SPSC-1酒精酵母在YEPD培养基上可以耐受15mmol/LCu'2+,但在YNB基本培养基上只可以耐受1mmol/LCu'2+.对工业菌株酿酒酵母进行醋酸锂法转化的系列条件做了研究,确定OD,600值0.8-1.0时是最佳细胞收获时间,转化子先在完全培养基上生长6h再涂布G418选择平板可以大大提高转化子的数量.通过改进的原生质体转化法,使含铜抗性基因的质粒KB806成功转入工业酵母菌株SPSC-1和NAN-27中,初步解决了工业菌株转化难的问题.在真菌中,木糖转化为木酮糖的反应是在依赖NADPH的木糖还原酶(xylosereductase,XR)作用下,将木糖还原为木糖醇,然后在依赖NAD的木糖醇脱氢酶(xylitoldehydrogenase,XDH)作用下,转化木糖醇为木酮糖.接着木酮糖经木酮糖激酶(xylulokinase,XK)磷酸化形成5-磷酸木酮糖,这步酶促反应是木糖代谢的限速步骤之一.因此我们将来自毕赤氏酵母Pichiastipitis的木糖还原酶基因(XYL1)、木糖醇脱氢酶基因(XYL2)和酿酒酵母自身的木酮糖激酶基因(XKS1)连接到已构建的单拷贝整合载体pYIK和多拷贝整合载体pYMIK上.PGK和ADH1启动子均为酿酒酵母组成型强启动子,而PGK启动子的表达效力比ADH1启动子强.将XYL1基因置于乙醇脱氢酶启动子ADH1控制下,将XYL2基因置于磷酸甘油激酶启动子PGK控制下,从而控制木糖还原酶和木糖醇脱氢酶基因的表达量,减少因木糖还原酶和木糖醇脱氢酶的辅酶不能相偶联,细胞内氧化还原失衡所致的木糖发酵中的木糖醇积累.XKS1基因置于磷酸甘油激酶启动子PGK控制下.得到重组质粒pYIK-123和pYMIK-127.将所构建酿酒酵母重组菌在氧气限量的条件下,进行木糖葡萄糖共发酵实验.重组菌的生长情况和宿主菌没有明显区别,表明外源基因的引入对重组菌的生长没有影响.发酵产物进行HPLC分析,结果表明各重组菌都能利用木糖产生乙醇.其中,以酿酒酵母工业菌株为宿主菌,多拷贝整合木糖还原酶(XR)基因、木糖醇脱氢酶(XDH)和木酮糖激酶(XK)基因的酿酒酵母重