生物源技术:细胞自絮凝提高酿酒酵母抗逆性的分子机理研究取得新进展

来源：上海交通大学2022-03-12 08:54

最近，上海交通大学微生物代谢国家重点实验室工业微生物与生物过程工程实验室在《Biosource Technology》发表了一篇论文，题目是“在酿酒酵母中操纵细胞絮凝相关蛋白激酶使能因子改善应激toll”

近日，上海交通大学微生物代谢国家重点实验室工业微生物与生物过程工程实验室在《Biosource Technology》发表了一篇题为“在酿酒酵母中操纵细胞絮凝相关蛋白激酶使能提高胁迫耐受性和高效细胞乙醇生产”的论文，首次系统地揭示了细胞自絮凝对胁迫信号通路的影响以及提高耐受性的分子机制。生命科学与技术学院博士生叶培亮为论文第一作者，赵新庆教授为通讯作者。

微生物的自絮凝是自然界的普遍现象。酿酒酵母细胞的自絮凝可以实现反应器内的高密度培养，有利于细胞的低成本自沉降收获。此外，絮凝酵母比游离酵母具有更好的抗逆性，但如何提高这种耐受性尚不清楚。

该研究组的研究人员分析了絮凝酵母和絮凝基因敲除的非絮凝突变体，发现在乙酸胁迫下，絮凝酵母中大量蛋白激酶基因的转录、蛋白表达和磷酸化水平与非絮凝细胞中有显著差异，提示絮凝细胞可能有不同的胁迫信号转导通路。此外，还首次发现，在乙酸胁迫下，由于絮凝作用，几种蛋白激酶不同位点的磷酸化修饰水平发生了变化。高渗甘油丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(HOG-MAPK)是细胞调节对外界高渗应激反应的主要途径，MAPK蛋白激酶(Hog1p)与许多应激信号转导和调节有关。发现絮凝细胞中Hog1p的表达水平高于游离细胞，游离细胞中Hog1p和几个大大增加的蛋白激酶基因过表达。发现过表达后AKL1p的耐受性显著提高。在含有乙酸的培养基、模拟抑制剂培养基和玉米芯水解液中，Akl1过量表达菌株均具有良好的发酵性能。进而证明Hog1p可以在蛋白质水平上与Akl1p等蛋白激酶相互作用，提出蛋白激酶信号网络调控抗氧化酶的表达，进而帮助消除乙酸胁迫产生的活性氧，最终提高细胞发酵活性的分子机制模型。该研究为进一步研究细胞群体形态对工业微生物代谢改造的影响提供了基础。(100yiyao.com)

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