菊粉酶基因在酿酒酵母中的表达及乙醇发酵.PDF

生 物 工 程 学 报 Chin J Biotech 2011, July 25; 27(7): 1032−1039 journals.im.ac.cn Chinese Journal of Biotechnology ISSN 1000-3061 cjb@im.ac.cn ©2011 CJB, All rights reserved. 代谢工程与合成生物学 菊粉酶基因在酿酒酵母中的表达及乙醇发酵 1 1 1 2 1 1 李楠楠 ，袁文杰 ，王娜 ，辛程勋 ，葛旭萌 ，白凤武 1 大连理工大学 生命科学与技术学院，大连 116024 2 大庆九环生物能源有限公司，大庆 163511 摘 要: 以乙醇耐受力较强的酿酒酵母为受体菌，构建了能够分泌菊粉酶的基因工程菌并进行了菊芋粉的生料发酵。 首先，以马克斯克鲁维酵母Kluyveromyces marxianus 中的基因组DNA 为模板，PCR 扩增菊粉酶编码基因inu ，分别使 用菊粉酶自身启动子和酵母磷酸甘油激酶 (Phosphoglycerate kinase ，pgk) 启动子，构建重组表达质粒 HO/p-inu 和 HO/pgk-inu 。经Not Ⅰ线性化后，采用电击法转化酿酒酵母工业菌株Saccharomyces cerevisiae 6525 ，分别得到含菊粉酶 基因的阳性菌株HI6/1~HI6/10 及HPI6/1~HPI6/3 。实验结果表明HI6/6 及HPI6/3 的菊粉酶活力较高，分别为86.0 U/mL 和23.8 U/mL ，是出发菌株的4.6 倍和 1.5 倍。进而以粗菊芋粉生料为底物进行了乙醇发酵，当浓度为200 g/L 时，重 组菌株HI6/6 和HPI6/3 的发酵终点乙醇浓度分别为55 g/L 和 52 g/L ，糖醇转化率分别为0.495 和0.453 ，达到理论值 的96.9 ％和88.6 ％。这些研究工作为非粮作物菊芋生产燃料乙醇奠定了良好的基础。 关键词: 菊粉酶基因，整合表达，酿酒酵母，菊芋，乙醇 Ethanol fermentation from Jerusalem artichoke tubers by a genetically-modified Saccharomyces cerevisiae strain capable of secreting inulinase 1 1 1 2 1 1 Nannan Li , Wenjie Yuan , Na Wang , Chengxu Xin , Xumeng Ge , and Fengwu Bai 1 School of Life Science and Biotechnology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China 2 Daging Nine Ring Bio New Energy Co., Ltd, Daqing 163511, China Abstract: Ethanol fermentation from Jerusalem artichoke tubers by recombinant Saccharomyces cerevisiae strains expressing the inulinase gene (inu) from Kluyveromyces marxianus was investigated. The inu native and pgk promoters were used to drive the expression of the inu gene, and