设计酵母对有希望的生物质解构溶剂的耐受性
为了将植物物质转化为燃料和其他可持续的生物产品,必须首先将其分解为微生物的可消化糖。γ-戊内酯(GVL)是用于生物质降解的有前景的化学溶剂。然而,它对发酵微生物有毒。科学家们发现了GVL对发酵微生物毒性的机制。他们确定了对溶剂产生敏感性或耐受性的基因缺失。他们利用这些知识设计了一种发酵酵母菌株,该菌株具有更高的GVL耐受性和增强的糖转化为生物燃料。
该团队使用化学基因组引导的工程改造了酵母。它提供了一种快速方法,可以将现有的酵母菌株定制为特定的化学应激源。这项工作提出了一种方法来创建一个耐受GVL的酵母菌株,提高生物燃料效率。
使用溶剂GVL的生物质解构比传统的解构方法有几个优点;然而,生物转化为生物燃料可能具有挑战性,因为发酵微生物对任何残留的GVL都很敏感。大湖生物能源研究中心的研究人员试图利用化学基因组学来确定GVL毒性的机制,化学基因组学通过删除非必需基因来测量小分子对微生物的影响。GVL的化学基因组学分析预测该化学物质影响发酵酵母菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的膜和膜结合过程。
他们的研究表明,GVL对酿酒酵母细胞膜完整性具有毒性作用,其在发酵过程中产生的乙醇被放大。他们的分析还揭示了在工程化的发酵酵母菌株中酶Pad1p和Fcc1p的缺失介导了对GVL的毒性。此外,相对于非工程菌株,在发酵酵母菌株中缺失PAD1和FDC1导致含有合成水解产物的GVL中的生长,糖利用和乙醇生产得到改善。工程菌株的化学蛋白质分析显示,在GVL存在下参与细胞膜生物合成的酶更丰富,并且与非工程菌株相比,该甾醇的细胞水平升高。
这些结果表明,酵母中GVL耐受的一种途径是通过改变膜流动性。未来的研究需要解决PAD1和FDC1在细胞膜生物合成中的作用。该研究还说明了化学基因组学方法在快速鉴定小分子细胞靶标方面的应用,以及设计微生物菌株以改善生物燃料和生物产品生产的策略。
推荐内容
-
确定早期干细胞的信号
干细胞作为一种勤杂工在我们的生活中起作用,修复受损的组织并更新一些正常的组织,如我们脱落的皮肤。科学家们已经开始了解干细胞在我...
-
蜡状芽孢杆菌能够抵抗某些抗生素疗法
到目前为止,细菌蜡状芽孢杆菌被认为是完全形成内生孢子的。为了应对恶劣的条件,细菌形成保护性内生孢子,使它们能够长时间保持休眠状...
-
罐头食品没有营养?大家都想知道
相信很多人都被“误导”过。因为现在的网络信息非常丰富和更新迅速,还没等我们了解事情的详情,下一秒就又反转了。所以大家在获取信息...
-
改变工作以抗击糖尿病的细胞
糖尿病的特征在于持续的高血糖水平,当胰腺中的某些细胞 - 产生胰岛素的β细胞 - 被破坏或不再能够分泌胰岛素时发生。日内瓦大学(U
-
合成的mRNA纳米粒子恢复抑癌基因 使癌细胞对药物敏感
在临床前实验中,研究人员使用合成的mRNA纳米颗粒恢复了p53,使肺癌细胞和肝癌细胞对现有的癌症药物敏感。抑癌基因p53,也称为基因组的守护
-
成熟的血细胞从干细胞发展得比以前想象的要快得多
自1961年以来,生物学家James Till和Ernest McCulloch发现了第一个血液干细胞,研究人员认为,经过几个中间步骤的漫长过程后,各种成熟的
-
心电图正常就能排除心绞痛?真是如此?
生活中我们经常会听见各种各样的流言,但是只要我们用心去思考和辨认其实 不难发现这些谣言有很多破绽。所以今天,小编照常给大家辟谣一则
-
香蕉是催熟的?具体什么情况呢
相信很多人都被“误导”过。因为现在的网络信息非常丰富和更新迅速,还没等我们了解事情的详情,下一秒就又反转了。所以大家在获取信息...
-
茶水能抑制细胞内新冠病毒复制就等于喝茶能预防新冠肺炎吗?科学
面对流言,希望我们第一时间想到的是寻找官方回应。而不是着急着把流言传播出去,毕竟现在网络相关的法律法规都出台了,网络上传播谣言...
-
心理知识:如何对付气愤情绪_对付气愤情绪的窍门
日常生活中,我们会发现一个高情商的人是很受欢迎的。那么如何做一个情商高的人呢?其实只要懂得一点心理观察,善于捕捉一些细节,我们...