一种基因工程改造的NADH高亲和力木糖还原酶突变基因可促进酿酒酵母发酵木糖生成乙醇  

A Mutant of NADH-preferring Xylose Reductase by Genetic Engineering Enhances Ethanol Production by Xylose Fermentation in Saccharomyces cerevisiae

作　　者：李春雷[1] 邓小昭[1,2] 董莉莉[1] 韦娟[1] 余晓杰[1] 

机构地区：[1]南京医科大学基础医学院,南京210029 [2]南京军区疾病预防控制中心,南京210002

出　　处：《中国生物化学与分子生物学报》2011年第3期282-286,共5页Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology

基　　金：国家高技术研究发展计划项目(863计划;No.2006AA020301)~~

摘　　要：在导入表达毕赤酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶(xylose reductase,XR)和木糖醇脱氢酶(xylitol dehydrogenase,XDH)基因的重组酿酒酵母中,木糖还原酶活性主要依赖辅酶NADPH,木糖醇脱氢酶活性依赖辅酶NAD+,两者的辅助因子不同导致细胞内电子氧化还原的不平衡,是造成木糖醇积累,影响木糖代谢和乙醇产量的主要原因之一.将经过基因工程改造获得的NADH高亲和力的木糖还原酶突变基因m1,与毕赤酵母木糖醇脱氢酶(PsXDH)基因xyl2共转染酿酒酵母AH109,以转染毕赤酵母木糖还原酶(PsXR)基因xyl1和xyl2重组质粒的酵母细胞为对照菌株,在SC/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基中进行筛选,获得的阳性转化子分别命名为AH-M-XDH和AH-XR-XDH.重组酵母在限制氧通气条件下对木糖和葡萄糖进行共发酵摇瓶培养,HPLC检测发酵底物的消耗和代谢产物的产出情况.结果显示,与对照菌株AH-XR-XDH相比,AH-M-XDH的木糖利用率明显提高,乙醇得率增加了16%,木糖醇产生下降了41.4%.结果证实,通过基因工程改造的木糖代谢关键酶,可用于酿酒酵母发酵木糖生产乙醇,其能通过改善酿酒酵母细胞内氧化还原失衡的问题,提高木糖利用率和乙醇产率.In the recombinant Saccharomyces cerevisiae which was introduced genes expressing Pichia stipitis xylose reductase and xylitol dehydrogenase,activity of xylose reductase depends on NADPH,while xylitol dehydrogenase depends on NAD ＋.Intracellular redox imbalance caused by the differences in the coenzyme between xylose reductase（XR） and xylitol dehydrogenase（XDH） has been thought to be one of the main factors of xylitol accumulation,lower xylose utilization and lower ethanol yield.Gene m1 and xyl2 respectively expressing NADH-preferring xylose reductase（NADH-XR） and xylitol dehydrogenase were introduced into Saccharomyces cerevisiae AH109 to obtain the recombinant strains AH-M-XDH,with the recombinant strains AH-XR-XDH expressing gene xyl1 and xyl2 as the control group.In this study,

关 键 词：乙醇 木糖还原酶 木糖醇脱氢酶 酿酒酵母 

分 类 号：Q816[生物学—生物工程]