酿酒酵母菌中过量表达BAT2和缺失PDC6提高异丁醇产率

利用酿酒酵母发酵生产生物质能源异丁醇越来越受到学术界和工业界的重视。本研究通过DNA重组技术,提出一种提高酿酒酵母合成异丁醇的产率的方法。通过对酿酒酵母异丁醇合成代谢途径分析,过量表达了编码分支氨基酸转氨酶的BAT2基因和缺失编码内源性丙酮酸脱羧酶的PDC6基因,同时构建过量表达编码乙酰乳酸合酶ILV2基因和编码二羟基戊酸脱水酶的ILV3基因的表达质粒。将所构建突变株HAZL-7pILV2pILV3(W303-1A PGK1p-BAT2pdc6::R YEplac195-ILV3p-PGK1p-ILV3 YEplac181-PGK1p-ILV2)进行厌氧发酵。厌氧发酵60h,发酵液中异丁醇的产率从0.035g/L到0.4g/L,提高了11.4倍,乙醇的产率减少,乙酸的产率升高,甘油的产率基本稳定。酿酒酵母菌中过表达BAT2基因和缺失PDC6基因,同时过量表达ILV2和ILV3的表达质粒载体的基因修饰,对异丁醇的代谢流有明显的影响,异丁醇的产率提高11.4倍。这些研究为异丁醇产量的进一步提高奠定了理论基础。

编码酿酒酵母丙酮酸脱羧酶(Pdc6)基因克隆及其生物信息学分析

旨在从生物信息学角度更好地研究酿酒酵母丙酮酸脱羧酶(Pdc6)的结构和功能,克隆酿酒酵母H5的丙酮酸脱羧酶基因pdc6。利用Primer 5.0软件设计1对20 bp引物,以H5基因组DNA为模板克隆获得pdc6,并利用生物信息学分析方法对其序列进行验证及分析。该序列长度为1692 bp,无碱基缺失,且该基因具有完整的开放阅读框,该基因编码的Pdc6包含563个氨基酸残基,该蛋白质中酸性氨基酸残基数量和碱性氨基酸残基数量大致相同;Pdc6理论等电点5.8,疏水性最大值为2.32,亚细胞定位预测其位于细胞外基质,属于酸性蛋白质,并预测了空间结构模型。本研究说明该蛋白结构与Pdc1和Pdc5结构类似,对酿酒酵母H5编码丙酮酸脱羧酶(Pdc6)基因序列克隆和生物信息学分析后,可为后续单基因敲除选取基因顺序的研究提供一定的理论基础。