《采用干燥的甜高粱茎秆的含油酵母Trichosporon fermentans生产单细胞油和乙醇》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-08-06
  • 评价了在干燥的甜高粱中培养时含油酵母Trichosporon fermentans有效产生脂质的能力。首先,在模拟甜高粱茎的组成的合成培养基中评估脂质产生,并基于氮源和C:N比进行优化。在最佳条件下,采用蔗糖,葡萄糖和果糖以及蛋白胨的C:N比160的混合物,脂质产量达到3.66g / L,脂质含量为21.91%w / w。预糖化甜高粱茎秆的培养提供1.97g / L,虽然发现甜高粱茎秆可以支持酵母生长和脂质生产,而无需添加外部氮源。为了增加碳源浓度以优化脂质生产,在T.fermentans中观察到Crabtree效应。为此,评估酵母在合成培养基和甜高粱中在厌氧条件下产生乙醇的潜力。 100g / L葡萄糖的乙醇浓度为40.31g / L,通过加入不同的糖化步骤和外部氮源利用甜高粱,乙醇浓度等于23.5g / L.据作者所知,这是第一次在T. fermentans中观察到Crabtree效应。

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    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:陈方
    • 发布时间:2019-05-03
    • 酵母细胞产生乙醇一直被科学家认为是一种能量的“浪费”。2018年1月7日《自然-代谢》报道,荷兰格罗宁根大学对此给出了不同的见解,研究表明酵母细胞产生乙醇作为“安全阀”,防止代谢过程超过临界水平。这一发现也可以解释癌细胞通过Warburg效应产生乳酸的现象。 细胞利用葡萄糖等营养素提供生命活动所需的能量。然而,酿酒酵母却将部分葡萄糖分解成乙醇而不是二氧化碳。类似地,快速生长的癌细胞分泌乳酸也被认为是一种能量的浪费。生物进化为什么没有结束这种资源的浪费,生物学家试图找到它存在的理由。 新陈代谢是一种复杂的化学反应网络,可为新细胞提供构建模块。研究者假设细胞有一个新陈代谢的速率上限,他们建立了细胞Gibbs能量耗散模型,模拟细胞中发生的所有化学反应所释放的能量。将热力学融入这个包含1000多个化学反应的模型,并结合实验数据,研究者确定了Gibbs能量耗散率与葡萄糖吸收的函数关系。起初,Gibbs能量耗散率随葡萄糖消耗速率的增加而增加,随后达到平台期,此时乙醇开始产生,这是细胞从呼吸转向发酵的转折点。研究团队在大肠杆菌中获得类似结果,Gibbs能量耗散水平存在一个稳定的上限。研究者解释说,酵母和大肠杆菌生活在完全不同的环境中,但两者具有相似的耗散极限甚至大致相同的数值,这表明这种限制是普遍存在的。研究者提出了一个有效的假设,当细胞代谢达到最大速率后,细胞打开“安全阀”,葡萄糖被分解为乙醇、乙酸盐或乳酸盐,留下部分能量不使用。这是因为部分能量可以以热量的形式散失,不足以干扰细胞,但是如果代谢速度非常快就意味着细胞内部分子活动过于剧烈,可能会破坏某些细胞结构。不同代谢率下细胞内酶的运动就可以证实这一点。与此同时,并非所有细胞都需要安全阀,一些酵母菌株的葡萄糖摄取缓慢,不会有代谢过载的危险,因此,这些酵母菌不会产生乙醇。 该研究不仅揭开了酵母生产乙醇的神秘面纱,还解决了癌细胞Warburg效应的原因。这种能量和物质的浪费其实是一种“安全阀”,那些通过阻止乳酸生成而治疗癌症的药物可能会关闭细胞的安全阀。
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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2019-05-20
    • 从纤维素生物质中生产环境友好,经济可行的乙醇仍然是当前的主要挑战。 在纤维素生物质结构的破坏,用于将纤维素和半纤维素转化成可以通过细菌或酵母发酵的单糖以及产生乙醇的微生物的代谢工程的酶的生产方面已经做了大量工作。 这些研究的结果使得从纤维素乙醇生产的实验室到工业规模的转变成为可能。 然而,值得注意的是,目前的方法在间歇反应器中使用游离微生物细胞。 该综述强调了使用固定化和共固定化细胞以及连续生物反应器配置的优点。 这些发展有可能改善现代工业环境中纤维素乙醇生产的产量和绿色证书。 ——文章发布于2019年5月15日