强化酿酒酵母木糖利用和抑制剂耐受能力的研究

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1、强化酿酒酵母木糖利用和抑制剂耐受能力的研究StudyonimprovingSaccharomycescerevisiaeinhibitortoleranceandxyloseusingability学科专业：制药工程研究生：刘贺指导教师：李炳志教授天津大学化工学院2017年5月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确

2、的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要纤维素乙醇是一种清洁能源，能够实现绿色无污染可持续，符合国家可持续发展的策略。在木质纤维素预处理过程中产生的多种毒性化合物会限制纤维素乙醇工业化

3、生产，另外葡萄糖和木糖是预处理后木质纤维素原料酶解液中两种主要的单糖，酿酒酵母作为传统的乙醇生产的菌株，能够实现葡萄糖和木糖的高效转化是实现纤维素乙醇经济生产的关键所在。为此，强化酿酒酵母菌株对于抑制剂耐受能力和木糖利用能力是纤维素乙醇高效生产的两大核心策略。本研究通过把突变与杂交的方法结合起来。把实验室木糖利用菌株E7和工业菌株安琪酵母结合起来的方法获得杂合子菌株。菌株继承了其亲本菌株利用木糖的能力和对抑制剂的耐受能力。在含有30%FAP的抑制剂中，在40℃培养的条件下，杂交菌株E7-11，E7-12的乙醇得率为0.36g/g、0.39g/g。在本实验中获得

4、的杂合子菌株E7-11和E7-12有希望用SScF过程中。另外，木酮糖激酶对于酿酒酵母利用木糖起着关键性作用。通过木酮糖激酶的分子对接对酶与底物结合能力分析，对于毕赤酵母来源的第531位氨基酸进行了定点突变，与原始菌株相比，突变的菌株在进行木糖发酵过程中，没有展现出明显差别。同时对于四种不同来源的木酮糖激酶进行了N端和C端的组合设计，只有PRS415-LX-XKSZH-1菌株展现出木糖利用的活性。组合设计的方法并没有发挥很好的作用。关键词：纤维素乙醇，杂交，基因工程，抑制剂，木糖利用ABSTRACTCellulosicethanolisakindofclean

5、energy,freefromcontaminatingtheenvironment.Theproductionandutilizationofcellulosicethanolmeetthenationalsustainabledevelopmentstrategy.Inlignocellulosepretreatmentprocess,avarietyoftoxiccompoundswasgenerated,whichcanseverelyaffectthefermentationprocess.Besides,glucoseandxylosearethe

6、twomainsugarsexistinginlignocellulosehydrolysate.So,efficientconversionofbothglucoseandxyloseisthepointtotheproductionofethanol.Therefore,strengthentheSaccharomycescerevisiaestrainstoinhibitortoleranceandxylose-fermentingcapabilityaretwochallengesofcellulosicethanolproduction.Inthis

7、study,wecombinethemethodofmutationandfusion.HybridSaccharomycescerevisiaestrainswereobtainedbymatingthelabxylose-fermentingSaccharomycescerevisiaeE7withtheindustrialSaccharomycesCerevisiaeAngle.Thehybridstrainsinheritxylose-fermentingcapabilitytogetherwithinhibitortoleranceabilityfr

8、omtheirpatentstrain