Engineering van een Saccharomyces cerevisiae-stam van de tweede generatie voor de productie van 2,3-butaandiol uit biomassa

2,3-butaandiol (2,3-BDO) is een belangrijk belangrijk chemisch en plastic additief. Bijna alle huidige 2,3-BDO-productie is van aardolie, wat het resultaat is van een energetisch kraakproces. De hoge kosten van biobased 2,3-BDO veroorzaakt door micro-organismen en hoogproductieve micro-organismen. In dit project zal een lage bereiden van 2,3-BDO uit goedkope lignocellulosische biomassa worden onderzocht met gist als de gastheer organisme, dat is, over het algemeen beschouwd als veilige organismen (GRAS). Eerst zullen we een 2,3-BDO stam van S. cerevisiae uit zeer robuust en stress-tolerante cellulose industriële giststam overexpressie MDS130 ontwikkelen door Bacillus subtilis α-acetolactaat synthase (ALSS) en α-acetolactaat decarboxylase (AlsD) en als endogeen S. cerevisiae 2,3-BDO-dehydrogenase (Bdh1). De productie van ethanol zal worden geëlimineerd door het schrappen van de PDC-genen, die groeicriterium zullen stellen voor een hoge 2,3-BDO-productie. Ten tweede zal de gemanipuleerde stam verder worden ontwikkeld door twee niet-gerichte strategieën toe te passen. Mutageen behandeling met de EMS zal worden gebruikt om willekeurige mutaties introduceren en superieure mutanten worden geselecteerd en opnieuw gecombineerd door de recursieve genoom schudden is de verdere Top Betere prestaties. Ten derde, ten minste twee causatieve mutante, genetische elementen die een hoge 2,3-BDO-productie van polygene analyse ondersteunen. Een haploïde stam die de hoogste productie van 2,3-BDO wordt geselecteerd en de onderliggende quantitative trait loci (QTL's) wordt toegewezen met gepoolde-segregant hele genoom sequentie-analyse na kruising met een referentiestam. De veroorzakende genetische elementen worden geïdentificeerd met de beste stam. Ten slotte zal het fermentatieproces worden geoptimaliseerd, waarbij parameters zoals temperatuur, pH, voedingsstrategie en fermentatiemodus worden gewijzigd. Een goede balans tussen welzijn en 2.3-BDO-productie. De gemiddelde samenstelling zal worden geoptimaliseerd om een langdurige en stabiele productie van 2,3-BDO te bereiken. Aangezien de ouderstam hoge suikerconcentraties kan verdragen, zal batch-modus worden geselecteerd om een hoge productie van -3DB in een bioreactor te verkrijgen. Het uiteindelijke doel van dit project ontwikkelen een giststam die ten minste 100 g / l 2,3-BDO met een opbrengst van 0,45 g / g glucose en een productiviteit van 1,70 g / Lh), die voldoet aan de eisen voor industriële productie.