类泛素介导和热激响应协同提高酿酒酵母的热稳定性 - 化工学报.pdf

第 67 卷 第 6 期 化 工 学 报 Vol.67 No.6 2016 年 6 月 CIESC Journal June 2016 DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157 类泛素介导和热激响应协同提高酿酒酵母的热稳定性 肖冰，李珺，李春 （北京理工大学生命学院，北京 100081 ） 摘要：通过调节类泛素和热激响应介导的酿酒酵母内部的活性蛋白质平衡，提高酵母细胞的热稳定性和乙醇发酵 性能，从而达到工业生产中降低控温能耗的目的。将 5 个蛋白质平衡相关基因分别与调控基因 FBA1p 组合构建耐 热元器件，并将其导入酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae INVSC1 ，通过梯度升温培养筛选得到能赋予酵母细胞 较好耐热性的类泛素元器件 FBA1p-atg8 和热激蛋白元器件 FBA1p-hsp104 ；其对应的工程菌 S.c-ATG8 和 S.c-HSP104 在 40 ℃恒定培养下，OD660 值均比对照高 50% 以上（84 h ），细胞存活率分别是对照的 1.64 倍和 3.01 倍（72 h ），且都具有较好的细胞壁完整性及海藻糖合成量。将atg8 与 hsp104 组合构建成双功能耐热元器件，其 工程菌 S.c-ATG8-HSP104 在 40 ℃恒定发酵的生长能力、细胞活力和乙醇生产能力都明显优于 S.c-ATG8 与 S.c-HSP104 。结果表明，通过类泛素介导与热激蛋白响应协同调节胞内活性蛋白质平衡可以有效地提高酿酒酵母 的热稳定性。 关键词：合成生物学；发酵；生物技术；类泛素；热激蛋白；蛋白质平衡；热稳定性 中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2016 ）06—2503—07 Synergistically enhanced thermostability of Saccharomyces cerevisiae by ubiquitin-like protein mediation and heat shock response XIAO Bing, LI Jun, LI Chun (School of Life Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China) Abstract: To improve the thermostability and fermentation performance of Saccharomyces cerevisiae to reduce the energy consumption of the cooling progress in industrial fermentation, the protein homeostasis was regulated through ubiquitin-like protein mediation and heat shock response. In this study, many heat-resistant gene devices were mined out from genes related to prot