探討表現於 Saccharomyces cerevisiae 之突變木糖異構酶特性與其於乙醇 發酵之影響
學生姓名:
游凱甯
指導教授:
宋文杰
學 號:
10732062
學期:
107下
摘 要:
木質纖維素被認為是可作為永續生質燃料生產最有希望的原料之一,在木質
纖維素原料中戊糖與己糖的完全轉化可以為乙醇生質燃料產業產生顯著的經濟
效益,其中木糖異構酶 (xylose isomerase, XI) 基因的異源表現 (heterologous
expression) 被認為是一種直接且有效的生產策略,可為 Saccharomyces cerevisiae
建立木糖的代謝途徑,以增加乙醇發酵的效率。因此,本篇探討表現於
Saccharomyces cerevisiae 之突變木糖異構酶之特性與其於乙醇發酵之影響。篩選
自牛瘤胃總體基因組的 XI 基因 (xylA) 在 Saccharomyces cerevisiae 表現後得
到的 XI 具有功能性,可有效催化木醣轉化,因此,以牛瘤胃總體基因組篩選出
的 xylA 成為 XI 的新來源,其酵素活性為 1.31 U/mg,與 Piromyces sp. 來源
的 XI 活性相當。另外,高基氏體 Ca2+/Mn2+ ATPase 的基因 PMR1 突變後可促
進基因改造後 Saccharomyces cerevisiae 的 XI 活性,又在錳離子存在下對於 XI
的活性促進相對於其他二價金屬離子而言明顯較高。此外,醋酸的存在顯著抑制
可表現 XI 之 Saccharomyces cerevisiae 的乙醇發酵,但是透過添加錳離子,可
減輕醋酸所造成的環境壓力。綜上所述,透過突變或添加錳離子可提升基因改造
後 Saccharomyces cerevisiae 的 XI 活性,進而促進乙醇的生產。
纖維素原料中戊糖與己糖的完全轉化可以為乙醇生質燃料產業產生顯著的經濟
效益,其中木糖異構酶 (xylose isomerase, XI) 基因的異源表現 (heterologous
expression) 被認為是一種直接且有效的生產策略,可為 Saccharomyces cerevisiae
建立木糖的代謝途徑,以增加乙醇發酵的效率。因此,本篇探討表現於
Saccharomyces cerevisiae 之突變木糖異構酶之特性與其於乙醇發酵之影響。篩選
自牛瘤胃總體基因組的 XI 基因 (xylA) 在 Saccharomyces cerevisiae 表現後得
到的 XI 具有功能性,可有效催化木醣轉化,因此,以牛瘤胃總體基因組篩選出
的 xylA 成為 XI 的新來源,其酵素活性為 1.31 U/mg,與 Piromyces sp. 來源
的 XI 活性相當。另外,高基氏體 Ca2+/Mn2+ ATPase 的基因 PMR1 突變後可促
進基因改造後 Saccharomyces cerevisiae 的 XI 活性,又在錳離子存在下對於 XI
的活性促進相對於其他二價金屬離子而言明顯較高。此外,醋酸的存在顯著抑制
可表現 XI 之 Saccharomyces cerevisiae 的乙醇發酵,但是透過添加錳離子,可
減輕醋酸所造成的環境壓力。綜上所述,透過突變或添加錳離子可提升基因改造
後 Saccharomyces cerevisiae 的 XI 活性,進而促進乙醇的生產。
1072游凱甯Seminar書面報告.pdf