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《天津大学》 2011年
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酵母对纤维素水解液中复合抑制剂耐受的系统分析与解耦

丁明珠  
【摘要】:纤维素预处理过程中产生的呋喃类、弱酸类和酚类化合物等对酵母的纤维素乙醇生产产生明显的协同抑制。发育能够耐受多种抑制剂的菌种,并深入剖析菌株与抑制剂之间复杂的相互作用关系,对优化纤维素乙醇工业生产是一个挑战。本研究通过紫外诱变结合驯化的方法获得一株能够同时耐受三种抑制剂的酵母菌株;并从转录、蛋白和代谢水平系统地比较分析原始酿酒酵母和耐受酵母对复合抑制剂响应机制的差异,简化复合抑制剂与酵母细胞之间的复杂关系。 以酿酒酵母为出发菌种,通过紫外诱变结合驯化的方法筛选出的耐受菌株,在含1.3 g/L糠醛,0.5 g/L苯酚和5.3 g/L乙酸的高糖培养基中发酵培养,与原始酵母相比,延滞期由48 h缩短至4 h,生长速率提高了8.7倍、葡萄糖消耗速率和乙醇生产速率均提高了3.3倍,糠醛转化时间由40 h减少到6 h,乙醇产量没有显著变化,为48.28 g/L,表现出很强的耐受能力。 通过对三种抑制剂对细胞协同作用的代谢水平分析,发现乙酸对酵母细胞的胁迫作用最明显,而糠醛、苯酚则增强了乙酸对细胞的胁迫;耐受酵母在代谢方面表现出较强的耐受性,主要表现为氨基酸和碳代谢等受复合抑制剂的影响较小。蛋白水平研究表明复合抑制剂对酵母产生氧化胁迫和未折叠蛋白胁迫等,但原始和耐受酵母的应答机制不同;耐受酵母能通过胁迫响应和脱毒来自我保护,且通过较低的氨基酸和核苷酸代谢和较高能量代谢,使其本身具有更强的耐受能力,而原始酵母需要依赖糖酵解和糖异生产生更多能量以抵抗抑制剂的胁迫作用。在蛋白水平和代谢水平的研究都发现,复合抑制剂使酿酒酵母的蛋白降解增加,且诱发氧化胁迫,从而抑制细胞的生长和生产。 对原始和耐受酵母在转录水平对复合抑制剂的响应进行分析,发现复合抑制剂使原始和耐受酵母中与RNA和蛋白合成相关的基因显著下调,参与电子传递和能量合成相关基因显著上调,说明复合抑制剂影响酵母的生物合成和能量代谢,细胞需要合成更多能量抵抗抑制剂的胁迫;另外,复合抑制剂导致原始酵母蛋白降解,诱发氧化脱毒,使细胞产生自噬。通过研究细胞膜磷脂对复合抑制剂的响应机制,发现磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰肌醇(PI)链长的变化是酵母细胞对复合抑制剂响应的一个重要方面;磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰丝氨酸(PS)在原始和耐受酵母中对复合抑制剂的响应差异最大。转录和磷脂水平的研究结果表明,复合抑制剂使酵母细胞PE转化为PC的步骤严重受阻,酵母细胞膜曲率增加、细胞膜孔径增大,使抑制剂更易进入胞内,对细胞产生抑制作用。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ352.1

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【引证文献】
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1 李小娟;黄瑞;张超;罗彬;龚大春;;定向驯化筛选耐毒酵母[J];食品工业科技;2014年07期
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2 邹旸;适应性进化策略强化VC生产两菌相互作用的代谢水平分析[D];天津大学;2013年
【参考文献】
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1 李炳志;酵母对纤维素乙醇生产中的抑制剂响应的系统生物学研究[D];天津大学;2010年
2 程景胜;固定化微环境中红豆杉细胞MAPK信号转导过程研究[D];天津大学;2005年
3 夏金梅;纤维素乙醇发酵过程中不同酵母菌株的比较脂组学研究[D];天津大学;2010年
【共引文献】
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1 张佳娣;;“组学”在微藻中的研究进展[J];安徽农业科学;2010年15期
2 朱顺妮;张明婷;周卫征;庄新姝;徐惠娟;亓伟;袁振宏;;木糖发酵重组酿酒酵母研究进展(英文)[J];北京大学学报(自然科学版);2011年03期
3 刘萍;王平;陈刚;刘松林;程静;;应用代谢组学探讨中医药复杂理论体系的研究思路和方法[J];中华中医药杂志;2011年05期
4 李民;李幼生;;营养代谢组学面临的问题[J];肠外与肠内营养;2009年02期
5 李坚;石江涛;;木材形成的分子生物学研究——“多组学”在应力木系统中的应用[J];东北林业大学学报;2011年08期
6 张慧芳;郭月凤;;代谢组学及其在辐射防护研究中的应用[J];辐射防护通讯;2010年04期
7 高敏,Praveen K.Saxena,刘春朝;植物代谢组学研究进展(英文)[J];西北植物学报;2005年02期
8 聂存喜;冯莉;张文举;;微生物代谢组学及其在饲料产品开发中的应用[J];动物营养学报;2011年04期
9 秦晴;洪美;胡纯铿;;微生物代谢组学研究方法[J];福建畜牧兽医;2009年03期
10 王庆昭;杨育谛;陈洵;赵学明;;大肠杆菌代谢物组测定中抽提方法的比较分析[J];分析化学;2006年09期
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1 陈敏;杨成梓;陈红;;代谢组学在中药领域中的应用概况[A];中华中医药学会中药炮制分会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 刘爱国;;代谢组学在植物系统研究中的应用[A];2009年中国药学大会暨第九届中国药师周论文集[C];2009年
3 刘爱国;;代谢组学在植物系统研究中的应用[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年
4 张纪秀;孙秀梅;陈吉平;梁鑫淼;;拟南芥代谢轮廓分析[A];第十五次全国色谱学术报告会文集(上册)[C];2005年
5 尹成日;吴学;高在元;;Inhibitory Effect of Chlorinated Guaiacols on Acetate-utilizing Methanogens in Anaerobic Digester Sludge[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
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7 ;中药研究开发的挑战(英文)[A];中国药理学会临床药理学专业委员会会议暨第十次全国临床药理学学术会议论文集[C];2007年
8 晁志;慈薇;颜刚;;建立对生药进行准确鉴定和全面质量评价的二元条形码系统[A];药用植物化学与中药有效成分分析研讨会论文集(上)[C];2008年
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7 张庭瑞;甘肃省发展燃料乙醇的非粮原料研究[D];兰州理工大学;2011年
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10 周莉萍;针灸治疗单纯性肥胖的肠道菌群调节机理探讨[D];成都中医药大学;2011年
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1 尹光琳,何建明,任双喜,宋祺,叶晴,林红雨,陈策实,郭新友;新组合菌系SCB329-SCB933利用L-山梨糖发酵产生维生素C前体——2-酮基-L-古龙酸的研究 Ⅰ.新组合菌系SCB329-SCB933的生物学特性[J];工业微生物;1997年01期
2 赵世光;汤明礼;王军;王陶;王顺昌;吴跃进;余增亮;;Mutagenic Effects of BM302:GO112 Induced by Low-Energy Ion Beam Implantation[J];Plasma Science and Technology;2007年04期
3 严冰;许安;张婉;周伟;王军;姚建铭;余增亮;;Accumulation of 2-Keto-L-Gulonate at 33℃ by a Thermotolerant Gluconobacter Oxydans Mutant Obtained by Ion Beam Implantation[J];Plasma Science and Technology;2006年02期
4 郭立格,刘其友,杨润蕾,吕志堂,张利平,吴前进,方晓梅,蒋兴村;从空间搭载维生素C生产菌株中筛选高产菌株[J];河北大学学报(自然科学版);2004年03期
5 郭礼强;郭立格;卢育新;张利平;;VC二步发酵伴生菌苏云金芽孢杆菌的选育[J];河北大学学报(自然科学版);2006年01期
6 郑巧双;周景文;陈孚江;刘杰;刘立明;陈坚;;稀土元素对2-酮基-L-古龙酸发酵过程的影响[J];过程工程学报;2010年04期
7 孙君伟;郝爱鱼;;VC发酵大菌不同组分对小菌生长及产酸的影响[J];河北化工;2006年12期
8 赵世光;王陶;余增亮;;维生素C二步发酵中离子注入诱变巨大芽孢杆菌的生物学效应[J];激光生物学报;2007年04期
9 杨帆;贾茜;熊朝晖;张笑冰;吴洪涛;赵颖;杨剑;朱俊萍;董杰;薛颖;孙立连;沈岩;金奇;;酮古龙酸菌WB0104的全基因组分析[J];科学通报;2006年08期
10 宋晓川;储秋露;朱均均;徐勇;余世袁;勇强;;碳水化合物降解产物对酿酒酵母乙醇发酵的影响[J];林产化学与工业;2011年01期
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1 夏金梅;纤维素乙醇发酵过程中不同酵母菌株的比较脂组学研究[D];天津大学;2010年
【二级参考文献】
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1 夏金梅;林凤鸣;元英进;;酵母对抑制剂耐受的系统分析[J];化学进展;2007年Z2期
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1 程景胜;固定化微环境中红豆杉细胞MAPK信号转导过程研究[D];天津大学;2005年
2 夏金梅;纤维素乙醇发酵过程中不同酵母菌株的比较脂组学研究[D];天津大学;2010年
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1 王伟;抗真菌抗生素生产过程中利迪链霉菌蛋白质组研究[D];天津大学;2008年
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1 尚若锋,胡振英,张新国,罗永江,史彦斌,罗超应;富铜酵母的研制[J];中兽医医药杂志;2005年05期
2 汪猷;王大琛;宋荣吉;李祖义;李祥鹏;郑崇直;许兴妹;方凤山;朱守一;管重庆;李镜莲;;正烷酵母作为饲料的最近研究[J];有机化学;1982年01期
3 溢香轩;葡萄酒戮杀酵母[J];酿酒科技;1987年03期
4 程鸿鹏;果酒酿制中固定化生长酵母与游离酵母酿酒特性的比较[J];食品科学;1991年03期
5 吴冬志;吴伟伟;李立平;王丹;;营养盐加量对酵母发酵的影响初探[J];酿酒;2014年01期
6 高扬;酵母发酵面团的四要素[J];四川烹饪;1997年01期
7 张继泉,孙玉英,王瑞明,关凤梅;奥默毕赤氏酵母发酵过程的控制及数学模型的建立[J];广州食品工业科技;2003年01期
8 陈敏,王静馨,张孝宽;酵母发酵的静态营养模型及培养基优化[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);1992年04期
9 王师文;用干酵母发酵的操作细节[J];四川烹饪;2002年09期
10 胡青平;徐建国;李琪;陈五岭;;营养盐对酵母发酵的影响初探[J];沈阳农业大学学报;2007年03期
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1 康月仙;高秀芹;;关于鲜酵母发酵力的快速测定法[A];北京食品学会1982年年会论文(摘要)[C];1982年
2 李春丽;李桃生;;酵母糖化酶基因剂量效应的研究[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
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1 施建平;酵母是安全的食品原料[N];中国食品报;2011年
2 张海波 张彦 陈蓉;功能酵母及其衍生物研究进展(三)[N];中国食品报;2010年
3 范志红;老面馒头 酵母馒头 自发粉馒头 选哪个好?[N];中国食品报;2012年
4 朱克庆 黄宝华;主食馒头的生产技术[N];粮油市场报;2001年
5 河南省傅潭酒业有限公司 曹广勇 赵章报 赵雷光;浅析芝麻香酒典型风格的形成[N];华夏酒报;2010年
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7 程圆;面包制作方法[N];河南科技报;2006年
8 记者 方珞 实习生 王放 唐崇维;安琪:酵母健康的世界引领者[N];湖北日报;2012年
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1 葛旭萌;自絮凝酵母颗粒在线表征与发酵过程动力学[D];大连理工大学;2005年
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