Uma Cepa Modificada de Saccharomyces cerevisiae que Consome l -Arabinose e Produz Etanol

A engenharia metabólica é um método poderoso para melhorar, redirecionar ou gerar novas reações metabólicas ou vias inteiras em microrganismos. Aqui descrevemos a engenharia de uma cepa de Saccharomyces cerevisiae capaz de utilizar a pentose L-arabinose para o crescimento e fermentá-la em etanol. A expansão da faixa de fermentação de substratos de S. cerevisiae para incluir pentoses é importante para a utilização desta levedura em processos economicamente viáveis de fermentação de biomassa em etanol. Após a superexpressão de uma via bacteriana de utilização de L-arabinose composta por AraA de Bacillus subtilis e AraB e AraD de Escherichia coli e a superexpressão simultânea da galactose permease de levedura transportadora de L-arabinose, fomos capazes de selecionar uma cepa de levedura utilizadora de L-arabinose por meio de transferência sequencial em meios com L-arabinose. A análise molecular desta cepa, incluindo microarranjos de DNA, revelou que o pré-requisito crucial para a utilização eficiente de L-arabinose é uma atividade reduzida de L-ribuloquinase. Além disso, altas taxas de captação de L-arabinose e atividades aumentadas de transaldolase favorecem a utilização de L-arabinose. Com um tempo de duplicação de cerca de 7.9 h em um meio com L-arabinose como única fonte de carbono, uma taxa de produção de etanol de 0.06 a 0.08 g de etanol por g (peso seco). h(-1) sob condições limitantes de oxigênio, e altos rendimentos de etanol, esta cepa de levedura deve ser útil para a fermentação eficiente de hexoses e pentoses em hidrolisados de biomassa celulósica.