硫代谢加快热纤梭菌氢酶突变体在乙酸培养基生长

    代谢工程通常作为一种改善工业菌株特征的方法，但是该方法在着提高某一表型的时候会给其它表型带来负面影响。纤维素降解细菌热纤维梭菌可快速降解纤维素并生成乙醇或其他产物。近日，生成氢气的基因包括氢酶hydG和NiFe氢酶ech已从热纤维梭菌中遗除。在乙醇的yield提高的同时，hydG突变株的生长速率大幅度下降。

        研究人员发现，当给热纤维梭菌△hydG菌株补加5mM的乙酸时，突变株的生长速率被提高；野生型菌株的生长不受乙酸添加影响。对添加和不添加乙酸时的野生型菌株的转录进行分析，未见明显的变化。而与野生型相比较，热纤维梭菌△hydG突变株在加和不加乙酸时，分别有204个和56个基因有差异调控。在这些基因中，热纤维梭菌△hydG突变株中编码硫转运系统和硫酸盐同化途径的基因Clo1313_0108-0125急剧上调。蛋白质组中的数据分析也有同样的模式。研究人员进一步数据证明了热纤维梭菌△hydG突变株硫合成的增加，半胱氨酸消耗减少。

         热纤维梭菌△hydG突变株中硫代谢被扰乱，研究人员推测可能硫酸盐还原途径的增强扮演者电子库的角色来平衡氧化还原反应或者补偿未知的硫吸收缺陷。在氢酶突变株中，乙酸作为电子受体接受电子，解救了厌氧生长，然后启动硫代谢做更多厌氧解救。