[發(fā)明專利]一種提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑耐受能力的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511034679.7
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN106929530B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 元英進(jìn);王昕;李炳志;劉寶利;周嗣杰;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C12N15/81
• 分類號: C12N15/81;C12N1/19;C12P7/10;C12R1/865
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑的方法以及獲得酵母菌株。本發(fā)明所述提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑耐受能力的方法通過基因工程技術(shù)構(gòu)建包含表達(dá)異源全局調(diào)控因子PprI或PprI突變體的重組質(zhì)粒，轉(zhuǎn)化酵母細(xì)胞，通過酵母菌株中的異源全局調(diào)控因子PprI或PprI突變體，使得酵母細(xì)胞內(nèi)多個基因的轉(zhuǎn)錄水平同時發(fā)生改變，實現(xiàn)對酵母細(xì)胞耐受纖維素水解抑制物能力的調(diào)控，從而有利于獲得理想的耐受性狀，提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑糠醛、乙酸和苯酚耐受性。本發(fā)明所述酵母菌株為包含重組質(zhì)粒pRS416?HXT7p?PprI/PprI突變體?TEF1t的酵母菌株。實驗結(jié)果表明本發(fā)明所述酵母菌株耐受性能顯著增強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑糠醛、乙酸和苯酚耐受能力的方法以及獲得酵母菌株，尤其是利用異源全局調(diào)控因子PprI提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑糠醛、乙酸和苯酚耐受能力的方法以及獲得酵母菌株。

背景技術(shù)

人類社會對化石能源的依賴延伸到生活的方方面面。然而，由于化石燃料的不可再生性，石油逐漸成為困擾世界各國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重大問題。為了應(yīng)對日益嚴(yán)重的能源危機(jī)，以木質(zhì)纖維素如農(nóng)作物秸稈、城市固體垃圾等為原料，通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)新的可替代能源-燃料乙醇成為各國研究者關(guān)注的熱點。然而木質(zhì)纖維素原料預(yù)處理過程中的高溫高壓條件會導(dǎo)致一系列對微生物細(xì)胞有毒的物質(zhì)產(chǎn)生，主要包括呋喃類、弱酸類和酚類等，其中糠醛、乙酸和苯酚是三類抑制劑的典型代表。

釀酒酵母作為生產(chǎn)乙醇的傳統(tǒng)菌株，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。天然的釀酒酵母對預(yù)處理過程中產(chǎn)生的大量抑制劑具有較低的耐受能力，影響后續(xù)的發(fā)酵效率和乙醇得率。而傳統(tǒng)的脫毒步驟增加操作成本，降低纖維素乙醇的價格競爭優(yōu)勢。因此提高酵母菌株對抑制劑耐受性，尤其是對三種代表復(fù)合抑制劑的耐受能力，對推進(jìn)纖維素乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。

研究表明釀酒酵母對復(fù)合抑制劑的耐受是一個受多基因調(diào)控的復(fù)雜性狀。目前文獻(xiàn)已報到的耐受菌株大都針對某一個單一的抑制劑，已報道的可直接調(diào)控菌株對抑制劑耐受性的靶基因較少，尤其是對復(fù)合抑制劑耐受相關(guān)的基因。通過定向改造某一個目標(biāo)基因，很難實現(xiàn)酵母細(xì)胞耐受性能的增強(qiáng)。而對復(fù)合抑制劑耐受相關(guān)基因的解析是個繁瑣和耗時的過程，從而限制了利用定向改造策略提高菌株耐受性。其次，不同抑制劑之間存在明顯的協(xié)同和拮抗作用，且抑制劑的耐受性是一個多基因調(diào)控的復(fù)雜性狀，因此定向的改造某一個代謝途徑或功能基因很難提高酵母菌株對復(fù)合抑制劑的耐受能力，或者細(xì)胞獲得的耐受能力難以達(dá)到自己預(yù)期的水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑糠醛、乙酸和苯酚耐受能力的方法以及獲得酵母菌株。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑耐受能力的方法，構(gòu)建含有異源全局調(diào)控因子PprI或PprI突變體的重組質(zhì)粒，轉(zhuǎn)化酵母細(xì)胞。

在一些實施方案中，所述重組質(zhì)粒為pRS416-HXT7p-PprI/PprI突變體-TEF1t。

其中，所述異源全局調(diào)控因子PprI具有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列。

在一些實施方案中，本發(fā)明所述方法中所述PprI突變體具有SEQ ID NO:2-4之一所示的氨基酸序列。

本發(fā)明提高酵母細(xì)胞對復(fù)合抑制劑耐受能力的方法中所述轉(zhuǎn)化酵母細(xì)胞為釀酒酵母宿主菌。

在一些實施方案中，釀酒酵母宿主菌為釀酒酵母宿主菌BY4742。

本發(fā)明還提供了耐受復(fù)合抑制劑的酵母菌株，包含重組質(zhì)粒pRS416-HXT7p-PprI-TEF1t的酵母菌株或包含重組質(zhì)粒pRS416-HXT7p-PprI突變體-TEF1t的酵母菌株。

在一些實施方案中，所述酵母菌株為釀酒酵母宿主菌BY4742。