[发明专利]一种提高酵母细胞对复合抑制剂耐受能力的方法

说明书

本发明属于发酵技术领域，公开了一种提高酵母细胞对复合抑制剂的方法以及获得酵母菌株。本发明所述提高酵母细胞对复合抑制剂耐受能力的方法通过基因工程技术构建包含表达异源全局调控因子PprI或PprI突变体的重组质粒，转化酵母细胞，通过酵母菌株中的异源全局调控因子PprI或PprI突变体，使得酵母细胞内多个基因的转录水平同时发生改变，实现对酵母细胞耐受纤维素水解抑制物能力的调控，从而有利于获得理想的耐受性状，提高酵母细胞对复合抑制剂糠醛、乙酸和苯酚耐受性。本发明所述酵母菌株为包含重组质粒pRS416‑HXT7p‑PprI/PprI突变体‑TEF1t的酵母菌株。实验结果表明本发明所述酵母菌株耐受性能显著增强。

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种提高酵母细胞对复合抑制剂糠醛、乙酸和苯酚耐受能力的方法以及获得酵母菌株，尤其是利用异源全局调控因子PprI提高酵母细胞对复合抑制剂糠醛、乙酸和苯酚耐受能力的方法以及获得酵母菌株。

背景技术

人类社会对化石能源的依赖延伸到生活的方方面面。然而，由于化石燃料的不可再生性，石油逐渐成为困扰世界各国经济和社会发展的重大问题。为了应对日益严重的能源危机，以木质纤维素如农作物秸秆、城市固体垃圾等为原料，通过微生物发酵生产新的可替代能源-燃料乙醇成为各国研究者关注的热点。然而木质纤维素原料预处理过程中的高温高压条件会导致一系列对微生物细胞有毒的物质产生，主要包括呋喃类、弱酸类和酚类等，其中糠醛、乙酸和苯酚是三类抑制剂的典型代表。

酿酒酵母作为生产乙醇的传统菌株，广泛应用于工业生产中。天然的酿酒酵母对预处理过程中产生的大量抑制剂具有较低的耐受能力，影响后续的发酵效率和乙醇得率。而传统的脱毒步骤增加操作成本，降低纤维素乙醇的价格竞争优势。因此提高酵母菌株对抑制剂耐受性，尤其是对三种代表复合抑制剂的耐受能力，对推进纤维素乙醇的工业化生产具有重要意义。

研究表明酿酒酵母对复合抑制剂的耐受是一个受多基因调控的复杂性状。目前文献已报到的耐受菌株大都针对某一个单一的抑制剂，已报道的可直接调控菌株对抑制剂耐受性的靶基因较少，尤其是对复合抑制剂耐受相关的基因。通过定向改造某一个目标基因，很难实现酵母细胞耐受性能的增强。而对复合抑制剂耐受相关基因的解析是个繁琐和耗时的过程，从而限制了利用定向改造策略提高菌株耐受性。其次，不同抑制剂之间存在明显的协同和拮抗作用，且抑制剂的耐受性是一个多基因调控的复杂性状，因此定向的改造某一个代谢途径或功能基因很难提高酵母菌株对复合抑制剂的耐受能力，或者细胞获得的耐受能力难以达到自己预期的水平。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高酵母细胞对复合抑制剂糠醛、乙酸和苯酚耐受能力的方法以及获得酵母菌株。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高酵母细胞对复合抑制剂耐受能力的方法，构建含有异源全局调控因子PprI或PprI突变体的重组质粒，转化酵母细胞。

在一些实施方案中，所述重组质粒为pRS416-HXT7p-PprI/PprI突变体-TEF1t。

其中，所述异源全局调控因子PprI具有SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列。

在一些实施方案中，本发明所述方法中所述PprI突变体具有SEQ ID NO:2-4之一所示的氨基酸序列。

本发明提高酵母细胞对复合抑制剂耐受能力的方法中所述转化酵母细胞为酿酒酵母宿主菌。

在一些实施方案中，酿酒酵母宿主菌为酿酒酵母宿主菌BY4742。

本发明还提供了耐受复合抑制剂的酵母菌株，包含重组质粒pRS416-HXT7p-PprI-TEF1t的酵母菌株或包含重组质粒pRS416-HXT7p-PprI突变体-TEF1t的酵母菌株。

在一些实施方案中，所述酵母菌株为酿酒酵母宿主菌BY4742。