锌离子对自絮凝酵母乙醇耐性和絮凝颗粒大小的影响

研究了6种金属离子在合成培养基中对摇瓶培养的自絮凝酵母乙醇耐性的影响,发现锌离子对高浓度乙醇冲击下的酵母细胞活性有保护作用,并进一步研究了乙醇连续发酵过程中锌的添加对自絮凝酵母乙醇耐性的影响。发酵培养基中分别添加0.01、0.05和0.1g·L-1的硫酸锌时,自絮凝酵母颗粒平均粒度减小,同时乙醇耐性和高温耐性都得到明显提高,并且发现细胞活性的提高与酵母细胞内麦角固醇和海藻糖的增加密切相关。对酵母细胞内锌的含量的分析表明,3个添加组胞内锌的积累量基本相似,比对照组均增加了6倍。相关性分析表明,酵母胞内锌含量与酵母细胞的胁迫耐性密切相关并显著影响其胁迫耐性。各添加组的乙醇产量均有提高,其中添加0.05g·L-1的硫酸锌时乙醇产量最高,比对照组高8.4%。以上研究结果表明,调控连续乙醇发酵过程中培养基中锌离子浓度,是提高酵母细胞乙醇耐受性、高温度耐受性和乙醇产量的有效途径。

影响酒精酵母产生乙醇耐性的因素

乙醇对细胞的抑制主要表现在对生长率、发酵率、糖分解酶、膜势能的抑制及膜磷脂的裂解。该文主要阐述了细胞质膜不饱和脂肪酸、曲霉蛋白脂、特定的固醇及加氧作用对酒精酵母产生乙醇耐性的影响。

细胞质膜对酒精酵母产生乙醇耐性的影响

研究发现乙醇耐性受脂含量的影响。由于乙醇和质膜脂都是两性分子,在发酵过程中它们直接相互作用从而引起膜的生理学变化。这种变化影响了酵母对乙醇的耐性。文中主要阐述了细胞质膜对酒精产生酵母乙醇耐性的影响。

环境对酒精酵母产生乙醇耐性的影响

乙醇对细胞的抑制主要表现在对生长率、发酵率、糖分解酶、膜势能的抑制及膜磷脂的裂解,主要阐述了渗透压和温度对酒精酵母产生乙醇耐性的影响。

细胞和基质脂对酵母乙醇耐性的影响

主要阐述细胞和基质脂对酒精产生酵母乙醇耐性的影响。

酿酒酵母乙醇耐性的分子机制及基因工程改造

提高工业微生物对毒性代谢产物及高温等环境胁迫因素的耐受性对工业生产具有重要的意义。发酵过程中产生的乙醇对酵母细胞的生长和代谢都具有较强的抑制作用,是酿酒酵母的重要环境胁迫因素之一。对酿酒酵母乙醇耐性的分子机制的研究可为选育具有较强乙醇耐受性的酵母菌种提供理论基础。近年来,通过细胞全局基因转录分析和基因功能分析,对酿酒酵母乙醇耐性的分子机制有了更多新的认识,揭示了很多新的与乙醇耐性相关的基因,并在此基础上,通过对相关基因进行过量表达或敲除,成功提高了酵母菌的乙醇耐性。以下综述了近年来酵母菌乙醇耐性的生物化学与分子生物学机制的研究进展,以及构建具有较高乙醇耐性的酵母菌的基因工程操作。这些研究不仅加深了对酿酒酵母乙醇耐性的机理认识,也可为高效进行生物转化生产生物质能源奠定理论基础。

发酵工业中酿酒酵母耐性机制的研究进展

由于工业生产条件和成本的限制,发酵过程中酿酒酵母会经受多种不同环境胁迫因子的影响。研究不良环境中酿酒酵母的耐性机制,旨在为提高产品质量、降低生产成本以及相应的基因改良提供理论依据。文中主要综述了酿酒酵母耐受高渗、氧化和乙醇等胁迫因素的机理以及海藻糖对酵母细胞的保护作用。

利用SPT3的定向进化提高工业酿酒酵母乙醇耐受性

利用对转录因子的定向进化可对多基因控制的性状进行有效的代谢工程改造。本研究对酿酒酵母负责胁迫相关基因转录的SAGA复合体成分SPT3编码基因进行易错PCR随机突变,并研究了SPT3的定向进化对酿酒酵母乙醇耐性的影响。将SPT3的易错PCR产物连接改造的pYES2.0表达载体并转化酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae4126,构建了突变体文库。通过筛选在高浓度乙醇中耐受性提高的突变株,获得了一株在10%(V/V)乙醇中生长较好的突变株M25。该突变株利用125g/L的葡萄糖进行乙醇发酵时,终点乙醇产量比对照菌株提高了11.7%。由此表明,SPT3是对酿酒酵母乙醇耐性进行代谢工程改造的一个重要的转录因子。

三种选育高乙醇耐受性工业酿酒酵母方法的比较

由于乙醇耐性受多基因控制，因此需要从全基因组水平进行改造以期得到高乙醇耐受的突变体。文中分别使用紫外诱变、等离子体诱变及人工转录因子3种方法对工业酿酒酵母Sc4126进行改造，获得了乙醇耐性提高的突变体，并比较了3种方法的正突变率。人工转录因子文库转化的方法获得了最多数量的乙醇耐性突变体，高出紫外诱变和等离子体诱变方法1～2个数量级，且遗传稳定。研究结果表明，人工转录因子技术可以用于对工业酿酒酵母快速进行基因组工程改造。