啤酒酵母的代谢工程.doc

啤酒酵母的代谢工程生物乙醇生产燃烧化石燃料导致大气中二氧化碳的积累和气候变化。按照2006年欧洲的最后报告欧盟生物燃料研究咨询理事会，车辆超过总数的30，运输部门占能源消费在欧洲共同体上（http:/www.biofuelstp.eu / overview.htmlvisirept）。在未来25年，石油和其他液态燃料的需求预计将运输部门增加的速度比任何另一端使用部门。美国是最大的消费在运输组织中国家的能源经济合作与发展，预计消耗54地区的该总额的百分之2030年（/oiaf/ieo/enduse.html）部门。此外，许多国家正在试图减少他们的对进口石油的依赖。在中期和长期来看，作为世界上资源的限制将成为化石燃料越来越重要。这说明了在越来越大的兴趣生物燃料产生的可再生能源。乙醇可作为液体燃料（84），和微生物发酵从可再生资源是一个技术途径其生产。生物乙醇作出重大贡献作为运输燃料在短期至中期。生物乙醇从糖和淀粉含量生产国家在巴西和美国的艺术。相反，在巴西，玉米或粮食（即淀粉）甘蔗一直是生物乙醇主要基材在美国生产和许多欧洲国家。而生物乙醇生产在巴西成功地与化石燃料竞争，生物乙醇在其他国家的生产还没有经济可行的。政府已在不同的生物乙醇生产补贴方法（213）。人们普遍接受，大规模使用乙醇纤维素燃料将需要利用（84）。唯一的使用糖和淀粉含量（一）产生显着之间的竞争乙醇和粮食生产及（ii）是不符合成本效率。相反，整个植物生物量应使用。事实上，代表了最木质纤维素全球生物质能源丰富（90）。因此，指定能源作物或农业仍然如玉米秸秆，甘蔗废物，秸秆，林业和造纸厂抛弃物及市政废纸的一部分，代表吸引力低成本基板燃料生产。传统酿酒酵母的酵母已被用于生物乙醇的过程（32，398）。提高酵母途径生物乙醇生产包括（i）过程中使用的经典淀粉或糖为起始原料，（二）那些利用木质纤维素基质，以及（三）有独立起始原料，增加糖对乙醇转化效率或酵母乙醇耐性。补充淀粉降解酶。生化，淀粉是两个高分子多糖，多糖结合和支链淀粉。直链淀粉由葡萄糖单体通过单位加入了头部到尾部- 1，4联系。支链淀粉直链淀粉，在该分支发生在不同的- 1，6连锁，每24至30葡萄糖单体。酿酒酵母不能直接利用淀粉的材料，所以大量的必须添加淀粉酶转化为葡萄糖淀粉。高效淀粉降解酿酒酵母株将为综合基础生物加工，即同时多糖生产的糖化酵素，水解，由单一微生物发酵（209，370）。这将极大地改善经济活力生物乙醇行业的（92 208）和啤酒中也发挥了作用和威士忌的生产。在多次试图解决这个问题重组酵母菌，这里给出的例子还远远没有完成。工程师表示单独糖化酶（177，303）或与？-淀粉酶（81，163，315），甚至用普鲁兰酶（136）。许多方法都依赖锚在酵母细胞表面的淀粉降解酶使用Flo1蛋白（163，177，303，315）。的来源淀粉酶外源基因编码的多，包括淀粉酿酒酵母淀粉酶，几细菌和丝状真菌。也一直努力为改善淀粉的水解性能淀粉酶。例如，糖化酶的混合编码刚刚建成的基因已在帧融合STA1淀粉酶的基因学和DNA片段淀粉结合结构域编码黑曲霉糖化酶（193）。利用木质纤维生物量。木质纤维生物量显示作为未来生物乙醇基板的巨大潜力生产。木质纤维素是由纤维素，半纤维素和木质素。纤维素，一个长的线性聚合物1,4 - -连接的D -葡萄糖，是植物细胞的主要组成部分墙壁和植物生物量最丰富的碳水化合物。半纤维素（多糖）具有中级程度复杂，是由戊糖和己糖的不同残留物，这往往是乙酰化，一般形式支链。他们还相差很大的数量和复杂性与细胞类型和不同的植物物种。通常情况下，软木是glucomanans在半纤维素，而那些在硬木的主要是半乳糖变百分比xylans，阿拉伯糖，鼠李糖和methylglucuronic酸单位，和乙酰群体。木质素是一种立体网络注册的dimethoxylated建monomethoxylated，苯丙和nonmethoxylated单位，来自相应的P - hydroxycinnamyl醇，形成通过多种不同的亚基碳键和醚。木质素是具有很高的耐化学和生物降解，并赋予机械阻力以木（219）。纤维素和半纤维素不同，木质素木质纤维素含量不能转换成燃料或化学品发酵。然而，这部分可高效燃烧供热和电力生产，并在从长远来看