ISSN 0564-3783  



Головна
Контакти
Архів  
Тематика журналу
Підписка
До уваги авторів
Редколегія
Мобільна версія


In English

Export citations
UNIMARC
BibTeX
RIS





Вплив транскрипційних факторів ZNF1 та SIP4 на алкогольну ферментацію ксилози у рекомбінантних штамів дріжджів Saccharomyces cerevisiae

Дзанаєва Л.С., Рухала Ю., Сибірний А.А., Дмитрук К.В.

Оригінальна работа 




Упродовж останніх років збільшився попит на технічний етанол за рахунок його використання у транспортному секторі. Ксилоза є основним п’яти-вуглецевим цукром отриманим у результаті гідролізу лігноцелюлози, проте промисловий продуцент спирту дріжджі Saccharomyces cerevisiae ферментують виключно гексози. На основі рекомбінантного штаму, здатного до метаболізму ксилози, сконструйовано похідні з посиленою експресією гена ZNF1 та делецією гена SIP4, що кодують транскрипційні фактори. Встановлено, що посилення експресії гена ZNF1 не впливало на зброджування як глюкози, так і ксилози. Делеція гена SIP4 не впливала на ферментацію глюкози, однак призводила до зниження продукції етанолу на
29 % при ферментації ксилози у порівнянні з вихідним штамом.

РЕЗЮМЕ. В последние годы увеличился спрос на технический этанол за счет его использования в транспортном секторе. Ксилоза является основным пятиуглеродным сахаром полученным в результате гидролиза лигноцеллюлозы, однако промышленный продуцент спирта дрожжи S. cerevisiae ферментируют только гексозы. На основе рекомбинантного штамма, способного к метаболизму ксилозы, сконструированы производные с усиленной экспрессией гена ZNF1 и делецией гена SIP4, кодирующих транскрипционные факторы. Установлено, что усиление экспрессии гена ZNF1 не влияло на сбраживания как глюкозы, так и ксилозы. Делеция гена SIP4 не влияла на ферментацию глюкозы, однако приводила к снижению продукции этанола на 29 % при ферментации ксилозы по сравнению с исходным штаммом.

Ключові слова: транскрипційні фактори, S. cerevisiae, експресія генів, ксилоза, алкогольна ферментація

Цитологія і генетика 2020, том 54, № 5, C. 12-20

  1. Інститут біології клітини НАН України, вул. Драгоманова, 14/16, Львів, 79005, Україна
  2. Жешівський університет, вул. Зельверовича, 4, Жешів 35-601, Польща

E-mail: dmytruk77 gmail.com

Дзанаєва Л.С., Рухала Ю., Сибірний А.А., Дмитрук К.В. Вплив транскрипційних факторів ZNF1 та SIP4 на алкогольну ферментацію ксилози у рекомбінантних штамів дріжджів Saccharomyces cerevisiae, Цитологія і генетика., 2020, том 54, № 5, C. 12-20.

В "Cytology and Genetics". Якщо тільки можливо, цитуйте статтю по нашій англомовній версії:
L. S. Dzanaeva, J. Ruchala, A. A. Sibirny & K. V. Dmytruk The Impact of Transcriptional Factors Znf1 and Sip4 on Xylose Alcoholic Fermentation in Recombinant Strains of Yeast Saccharomyces Cerevisiae, Cytol Genet., 2020, vol. 54, no. 5, pp. 386–392
DOI: 10.3103/S0095452720050035


Посилання

1. Dias De Oliveira, M.E., Burton, E., Vaughan, B.E., and Rykiel, E.J., Ethanol as fuel: energy, carbon dioxide balances, and ecological footprint, BioScience, 2005, vol. 55, no. 7, pp. 593–602. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2005)055[0593:EAFECD]2.0.CO;2

2. Sybirnyi, A., Bio-fuel ethanol of lignocellulose (vegetable biomass): achievements, problems, prospects, Visn. Nats. Akad. Nauk Ukr., 2006, no. 3. ISSN 0372-6436.

3. Scalcinati, G., Otero, J.M., Van Vleet, J.R., Jeffries, T.W., Olsson, L., and Nielsen, J., Evolutionary engineering of Saccharomyces cerevisiae for efficient aerobic xylose consumption, FEMS Yeast Res., 2012, vol. 12, no. 5, pp. 582–597. https://doi.org/10.1111/j.15671364.2012.00808.x

4. MacPherson, S., Larochelle, M., and Turcotte, B., A fungal family of transcriptional regulators: the zinc cluster croteins, Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2006, vol. 70, no. 3, pp. 583–604. https://doi.org/10.1128/MMBR.00015-06

5. Tangsombatvichit, P., Semkiv, M.V., Sibirny, A.A., Jensen, L.T., Ratanakhanokchai, K., and Soontorngun, N., Zinc cluster protein Znf1, a novel transcription factor of non-fermentative metabolism in Saccharomyces cerevisiae,FEMS Yeast Res., 2015, vol. 15, no. 2, pii: fou002. https://doi.org/10.1093/femsyr/fou002

6. Vincent, O. and Carlson, M., Sip4, a Snf1 kinase-dependent transcriptional activator, binds to the carbon source-responsive element of gluconeogenic genes, EMBO J., 1998, vol. 17, no. 23, pp. 7002–7008. https://doi.org/10.1093/emboj/17.23.7002

7. Gancedo, J.M., Yeast carbon catabolite repression, Microbiol. Mol. Biol. Rev., 1998, vol. 62, no. 2, pp. 334–361.

8. Sambrook, J., Fritsh, E.F., and Maniatis, T., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.

9. Gietz, R.D. and Woods, R.A., Transformation of yeast by lithium acetate/single stranded carrier DNA/polyethylene glycol method, Methods Enzymol., 2002, vol. 350, pp. 87–96. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(02)50957-5

10. Ferreira, R., Teixeira, P.G., Gossing, M., Davi,d, F., Siewers V., and Nielsen, J., Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for overproduction of triacylglycerols, Metab. Eng. Commun., 2018, vol. 6, pp. 22–27. https://doi.org/10.1016/j.meteno.2018.01.002

11. Wenning, L., Yu, T., David, F., Nielsen, J., and Siewers, V., Establishing very long-chain fatty alcohol and wax ester biosynthesis in Saccharomyces cerevisiae,Biotechnol. Bioeng., 2017, vol. 114, no. 5, pp. 1025–1035. https://doi.org/10.1002/bit.26220

Copyright© ICBGE 2002-2021 Coded & Designed by Volodymyr Duplij Modified 21.09.21