[发明专利]定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法及工程酿酒酵母

说明书

本发明涉及乙醇的生物制备领域，具体地涉及定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法及工程酿酒酵母。所述方法包括在酿酒酵母中整合表达基因表达簇1z‑e7的步骤。根据本发明的改造方法获得的工程菌株的乙醇最产量为55.3g/L，相对初始菌株E7乙醇产量有一定的提高，该工程菌株在36h、48h时木糖剩余量分别为5.8g/L、2.9g/L，乙醇产量分别为53.5g/L、55.1g/L，同初始菌株相比，在48h时，改造的工程菌株多消耗了4.8g/L的木糖，发酵效果较好。

技术领域

本发明涉及乙醇的生物制备领域，具体地涉及定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法及工程酿酒酵母。

背景技术

燃料乙醇是一种新型的可再生清洁能源，可以在各种生物质的作用下通过相应的微生物发酵得到,并且可以直接加入或与汽油以一定比例混合后用作汽车等发动燃料，同时具有清洁、安全、可再生等优点。其中，中美的乙醇汽油的乙醇含量为10％，巴西的乙醇汽油中的乙醇含量已经达到了22％。乙醇汽油可以有效地改善汽油的质量与性能，降低碳氢化合物与一氧化碳等污染物的排放。

酿酒酵母作为一种非常安全的微生物菌种，在工业乙醇发酵过程中起到了非常重要的作用，其乙醇发酵得率高、乙醇耐受力强，且具有耐高糖，耗糖快，对乙酸及糠醛类等副产物耐受力强、副产物少等优点，是分子改造的模式生物。为了得到高效利用木糖以及高效产乙醇的酵母，需要对其进行改造。

发明内容

因此为了解决上述问题提出并完成了本发明。为了能够得到高效利用木糖与高效产乙醇的菌株，本发明对木糖代谢途径中的木糖还原酶基因K270R、木糖醇脱氢酶基因XYL1、木酮糖激酶基因XKS1、转醛酶基因TAL1、丙酮酸激酶基因PYK1、木糖转运子基因mgt05196采用不同来源的启动子进行调控，参与调控的启动子有组成型启动子，HSP启动子，TCA启动子，观察其对木糖利用率以及乙醇产量的影响。

本发明的目的是提供定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法。

本发明的再一目的是提供定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的工程酿酒酵母。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法包括以下步骤：在酿酒酵母中整合表达基因表达簇1z-e7的步骤，所述基因表达簇1z-e7包括依次连接的以下基因：XYL1(K270R)-XYL2-TAL1--PYK1--mgt05196-PYK1-mgt05196。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法，其中，所述酿酒酵母为单倍体酿酒酵母或双倍体酿酒酵母。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法，其中，所述单倍体酿酒酵母为保藏编号为CGMCC No.15567的单倍体酿酒酵母。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的方法，其中，所述方法进一步包括增加一个拷贝数的基因表达簇1z-e7的步骤。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的工程酿酒酵母，其中，所述工程菌株为整合了一个拷贝数的基因表达簇1z-e7的酿酒酵母，其中，基因表达簇1z-e7包括依次连接的以下基因：XYL1(K270R)-XYL2-TAL1--PYK1--mgt05196-PYK1-mgt05196。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的工程酿酒酵母，其中，所述酿酒酵母为单倍体酿酒酵母或双倍体酿酒酵母。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的工程酿酒酵母，其中，所述单倍体酿酒酵母为保藏编号为CGMCC No.15567的单倍体酿酒酵母。

根据本发明的定向优化木糖代谢途径提高乙醇产量的工程酿酒酵母，其中所述工程菌株为整合了2个拷贝数的基因表达簇1z-e7的单倍体酿酒酵母。