摘要：
山东大学微生物技术国家重点实验室鲍晓明研究组通过代谢工程改造构建了一株可以利用木糖发酵的酿酒酵母，并通过进化工程加强了其木糖利用能力。近日，鲍晓明课题组的研究人员通过反向代谢工程技术解析了提升木糖利用能力的关键机理。
利用微生物转化木质纤维素为燃料或化学品的经济可行性取决于对木质纤维素生物质可利用糖类的利用效率，包括五碳糖和六碳糖。近年来，酿酒酵母五碳糖利用一直是研究的热点。此前，山东大学微生物技术国家重点实验室鲍晓明研究组通过代谢工程改造构建了一株可以利用木糖进行发酵的酿酒酵母，并通过进化工程加强了其木糖利用能力。然而木糖利用能力及木糖异构酶活力提高的关键机理目前仍未被解析。
近日，鲍晓明课题组的研究人员通过反向代谢工程技术解析了提升木糖利用能力的关键机理。该研究结果《Mutation of a regulator Ask10p improves xylose isomerase activity through up-regulation of molecular chaperones in Saccharomyces cerevisiae》于2016年8月4日被代谢工程杂志metabolic Engineering接收。
研究人员对进化得到的木糖快速利用菌株进行了基因组测序，并且将可能影响木糖利用的突变进行筛选。进一步的分析定位到ASK10的突变（点突变ASK10M475R或ASK10缺失），可以提高利用木糖的生长能力以及木糖异构酶活力。ASK10是一个压力响应调控因子编码基因，然而他们研究发现，Ask10p的突变并不是通过与木糖异构酶的蛋白质互作或直接调控xylA基因的转录水平。虽然ASK10敲除确实增加了质粒的拷贝数，从而提高xylA转录水平，但ASK10M475R的点突变并未改变质粒的拷贝数。进一步的研究显示，ASK10M475R点突变和ASK10敲除都可以上调分子伴侣编码基因HSP26，SSA1和HSP104的转录水平，从而可能促进木糖异构酶的折叠并提高木糖异构酶活力。
这一研究揭示了分子伴侣调控木糖异构酶活力的重要机理，并且为木糖酵母的开发提供了非常有价值的依据。
