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蔗糖转化酶SUC2分泌表达系统的改造

2021-03-01郑聪聪周海龙赵晶晶李宪臻

大连工业大学学报 2021年1期

郑聪聪,周海龙,赵晶晶,李宪臻,杨 帆

(1.大连工业大学 生物工程学院,辽宁 大连 116034;2.中国生物发酵产业协会,北京 100833)

0 引 言

菊糖是一种可以生产燃料乙醇的优质能源生物质。然而,自然界中只有极少数微生物可以直接转化菊糖为乙醇[1-2]。酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)能够高效转化生物质生产乙醇,且易于培养、遗传操作平台成熟[3]。然而,绝大多数酿酒酵母菌株不能直接水解菊糖为可发酵糖[4-5]。有文献表明,蔗糖转化酶SUC2是酿酒酵母水解菊糖的关键酶,它的表达水平直接影响酿酒酵母水解菊糖产乙醇的能力[6]。目前,天然酿酒酵母菌株中SUC2的表达水平非常低,严重阻碍了菊糖基乙醇的工业化生产进程[7-8]。

酿酒酵母α交配因子(αF)是一种肽激素效应物,仅由α型单倍体细胞分泌,指引该细胞与相反配型的单倍体细胞进行接合[9]。α交配因子的前体进入细胞的分泌系统,并在分泌后期被胞内外蛋白质水解酶加工为成熟的αF[10]。国内外已有多项研究利用α交配因子的分泌信号肽融合目标蛋白以提高其分泌表达水平,如来自马克斯克鲁维酵母的菊糖酶和羧肽酶等,均取得了较好的效果[11-13]。

目前,还没有文献报告利用融合分泌信号肽有效提高酿酒酵母SUC2分泌水平。本实验克隆获得α交配因子的分泌信号肽编码基因,并将其与SUC2编码基因上游进行融合,随后转化至酿酒酵母进行分泌表达,旨在为理性改造酿酒酵母使其高效转化菊糖产乙醇提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

酿酒酵母S.cerevisiaeBY4741、EscherichiacoliDH10B,获赠于大连化学物理研究所赵宗保研究员课题组。……

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