Osmotic stress tolerance and transcriptome analysis of Gluconobacter oxydans to extra-high titers of glucose.
Osmotic stress tolerance and transcriptome analysis of Gluconobacter oxydans to extra-high titers of glucose.
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DOI：
10.3389/fmicb.2022.977024
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发表时间：
2022
影响因子：
5.2
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
葡萄糖酸氧化酶是一种理想的工业生物氧化菌，具有良好的产率和生产能力。在密闭加压供氧的生物反应器中，即使是600 g/L的木糖也能得到高效催化。因此，本研究旨在探索渗透胁迫耐受超高滴度的代表性木质纤维素糖，如葡萄糖。葡萄糖酸氧化酶对600 g/L葡萄糖的适应性较好，在原核菌株中表现出最高的生物耐受性，与酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）的生物耐受性相当。通过转录组分析检测到1，432个与渗透压相关的差异表达基因，其中包括与可能的相容性溶质（海藻糖和精氨酸）相关的多个基因。氧化葡萄糖醛酸通过提高底物水平的磷酸化获得更多的能量，导致发酵适应期后葡萄糖消耗速率的增加。本研究为进一步研究葡萄球菌对超高滴度葡萄糖的生物耐受性和反应性提供了依据。氧化丹。
Gluconobacter oxydans has been widely acknowledged as an ideal strain for industrial bio-oxidations with fantastic yield and productivity. Even 600 g/L xylose can be catalyzed efficiently in a sealed and compressed oxygen-supplying bioreactor. Therefore, the present study seeks to explore the osmotic stress tolerance against extra-high titer of representative lignocellulosic sugars like glucose. Gluconobacter oxydans can well adapted and fermented with initial 600 g/L glucose, exhibiting the highest bio-tolerance in prokaryotic strains and the comparability to the eukaryotic strain of Saccharomyces cerevisiae. 1,432 differentially expressed genes corresponding to osmotic pressure are detected through transcriptome analysis, involving several genes related to the probable compatible solutes (trehalose and arginine). Gluconobacter oxydans obtains more energy by enhancing the substrate-level phosphorylation, resulting in the increased glucose consumption rate after fermentation adaption phase. This study will provide insights into further investigation of biological tolerance and response to extra-high titers of glucose of G. oxydans.
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