强化硫胺素途径能增强工业酵母线粒体稳态

Improvement of mitochondrial homeostasis in industrial yeast through enhancement of thiamine pathway

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摘要为探索工业酵母在乙醇发酵中的抗逆机制,对多重耐受性工业酵母菌株 A233 及对照菌株进行转录组学深度分析,结果表明:在 37℃条件下,THI80、BUD16 等 20 个硫胺素途径相关基因均发生了显著的差异表达;同时硫胺素依赖性的丙酮酸代谢途径(PDC1、PDC5)和戊糖磷酸途径(TKL1)中的相关基因皆显示了转录上调.针对硫胺素途径基因PHO3、BUD16、SNZ1、PDX3 和THI80 进一步进行了 30 和 37℃条件下的单基因敲除与过表达实验,并对单基因敲除菌株进行了外源添加硫胺素的回补实验,结果表明:尽管调控硫胺素途径的单个基因对细胞生长和乙醇产量不产生显著的变化,但是编码硫胺素焦磷酸激酶的THI80 基因缺失和过表达分别造成 30 及 37℃条件下胞内活性氧(ROS)累积量不同程度的上升、生长活性抑制以及乙醇累积缓慢等现象;同时发现,过表达 PHO3、BUD16 和PDX3 基因使 37℃高温胁迫下的线粒体膜电位均显著上升,分别达到了 139%、141%和 133%,说明强化硫胺素途径对酵母细胞的线粒体稳态有非常积极且显著的影响.