[發(fā)明專利]通過具有組成型轉錄激活因子MAL等位基因的酵母增加乙醇生產

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• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN111201313A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設計）人: S-P·洪;P·J·M·特尼森;Q·Q·朱
• 申請（專利權）人: 丹尼斯科美國公司
• 主分類號: C12N1/16
• 分類號: C12N1/16
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 胡志君;黃革生

描述了涉及具有組成型轉錄激活因子MAL等位基因的經修飾的酵母的組合物和方法。所述酵母產生的乙醇量增加，或具有乙醇生產速率的提高，這似乎不是麥芽糖代謝的結果。此類酵母對于利用淀粉底物的乙醇生產特別有用。

技術領域

本發(fā)明的組合物和方法涉及具有組成型轉錄激活因子MAL等位基因的經修飾的酵母。酵母產生的乙醇量增加，該增加似乎不是麥芽糖代謝的結果。此類酵母對于來自淀粉底物的大規(guī)模乙醇生產特別有用。

背景技術

第一代基于酵母的乙醇生產將糖轉化為燃料乙醇。全世界每年通過酵母生產的燃料乙醇約900億升(Gombert,A.K.和van Maris.A.J.(2015)Curr.Opin.Biotechnol.[生物技術新見]33:81-86)。據估計，乙醇生產成本的約70％是原料。因為生產量如此之大，所以甚至小的產率提升將對于該產業(yè)也具有巨大的經濟影響。

酵母，例如酵母屬(Saccharomyces)能夠代謝許多單糖和雙糖，包括麥芽糖。酵母屬中的麥芽糖發(fā)酵涉及五個似乎冗余的、未連接的MAL基因座(稱為MAL1、MAL2、MAL3、MAL4和MAL5)中的至少一個(參見，例如，Needleman,R.B.(1991)Mol.Microbiol.[分子微生物學]9:2079-84)。如圖1中所示，每個基因座包括三個基因，編碼(i)麥芽糖滲透酶、(ii)麥芽糖酶和(iii)轉錄激活因子(Kim,J.和Michels,C.A.(1988)Curr.Genet.[當代遺傳學]14:319-23以及Cheng,Q.和Michels(1989)Genetics[遺傳學]123:477-84。所述基因常規(guī)分別編號為1、2和3，使得例如在MAL2基因座的基因分別編號為MAL21、MAL22和MAL23。

MAL基因的轉錄受麥芽糖的誘導且受葡萄糖的抑制；然而，已在所有的MAL基因座鑒定了組成型突變(Winge,O.和Roberts,C.(1950)C.R.Trav.Lab.CarlsbergSer.Physiol.25:35-81,Kahn,N.A.和Eaton,N.R.(1971)Mol.Gen.Genet.[分子遺傳學與普通遺傳學]112:317-22；Charronm,J.和Michels,C.A.(1987)Genetics[遺傳學]116 23-31；Zimmerman和Eaton,N.R.(1974)Mol.Gen.Genet.[分子遺傳學與普通遺傳學]134 261-271；Rodicio,R.(1986)Curr.Genet.[當代遺傳學]11:235-41和Ten Berge,A.M.A.等人(1973)Mol.Gen.Genet.[分子遺傳學與普通遺傳學]125:139-46。

麥芽糖在商業(yè)規(guī)模的淀粉水解物中以低水平存在，其典型地為一種不希望的DP2組分，不太可能是額外乙醇的重要來源。此外，MAL基因的轉錄受到高水平葡萄糖的抑制，使得酵母難以在高糖條件下利用麥芽糖(例如在燃料乙醇生產期間存在的麥芽糖)。有意表達麥芽糖代謝酶實際上可能會減緩葡萄糖代謝和廢碳，考慮到乙醇生產商的需求，這是不可接受的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的組合物和方法涉及具有組成型轉錄激活因子MAL等位基因的經修飾的酵母。雖然此類酵母可能能夠代謝麥芽糖，即使在葡萄糖存在的情況下，所述酵母似乎產生的乙醇量增加，其不一定是麥芽糖代謝的結果。所述組合物和方法的方面和實施例描述于以下獨立編號的段落中。

1.在一方面，提供了一種用于增加來自淀粉水解物發(fā)酵產生的醇量和/或增加來自淀粉水解物發(fā)酵的醇產生速率的方法，所述方法包括用具有組成型轉錄激活因子MAL等位基因的經修飾的酵母發(fā)酵所述淀粉水解物，其中與其他方面相同的親本酵母產生的乙醇量相比，在經修飾的酵母中，在發(fā)酵結束時產生的乙醇量增加，或經一個時間段產生的乙醇量增加。

2.在如段落1中所述的方法的一些實施例中，基于通過麥芽糖代謝途徑的碳通量，至少一部分增加的乙醇量不能歸因于麥芽糖發(fā)酵。