过表达长链鞘氨醇激酶基因LCB4提高酿酒酵母抑制物耐受性
2018-06-26何艳艳孜力汗张宝会许建韧王丹丹白凤武
何艳艳,孜力汗,张宝会,许建韧,王丹丹,白凤武
1 大连理工大学 生命科学与技术学院,辽宁 大连 116024
2 上海交通大学 生命科学技术学院 微生物代谢国家重点实验室,上海 200240
纤维素燃料乙醇是替代化石资源的可持续能源之一,与淀粉质或糖质原料燃料乙醇生产相比,木质纤维素作为农业废弃物原料充足、成本低,因此木质纤维素乙醇成为国内外生物能源研究的热点[1]。然而木质纤维素原料在预处理过程中会产生大量的有机酸类、呋喃类和酚类等副产物[2-3]。这些化合物通过影响酵母细胞碳代谢过程、增加细胞膜透性和破坏酶活性等途径抑制酵母生长和乙醇发酵[4]。基因工程、随机诱变及代谢工程等手段选育高耐受性、高效生产乙醇的工业酿酒酵母是解决这一问题的主要方法[5-8]。其中DNA重组技术可以使特定的基因在酵母菌株中过表达或敲除,是生物育种简单有效的方法之一。
酿酒酵母中LCB4编码的长链鞘氨醇激酶[9],位于高尔基体和次级内体[10],与膜结构相连,调节长链鞘氨醇-1-磷酸 (Sphingoid long chain base phosphates,LCBPs) 的生物合成[11]。在哺乳动物细胞中,LCBPs是质膜脂类代谢具有生物活性的中间代谢物,可以与G-蛋白受体偶联,参与免疫细胞运输[12]。同时,LCBPs作为细胞中的第二信使,参与细胞增殖、存活、运动和细胞骨架形成[13-14]。在酵母中,细胞受到热激后,长链鞘氨醇 (Sphingolipid long chain bases,LCBs) 作为引起细胞周期阻滞的信号分子大量激增,长链鞘氨醇激酶通过将LCBs磷酸化为 LCBPs,使处于细胞周期阻滞状态的热激细胞恢复正常[15-16]。……
