[发明专利]富马酸还原酶过表达导致酵母中增加的发酵速率

说明书

描述了涉及过表达富马酸还原酶的经修饰的酵母的组合物和方法。所述酵母细胞与它们的亲本细胞相比具有增加的发酵速率。这种酵母细胞对从淀粉底物大规模生产乙醇是特别有用的，其中乙醇生产的速率增加是希望的。

技术领域

本发明的组合物和方法涉及过表达富马酸还原酶的经修饰的酵母细胞。所述酵母细胞与它们的亲本细胞相比具有增加的发酵速率。这种酵母对从淀粉底物大规模生产乙醇是特别有用的，其中乙醇生产的速率增加是希望的。

背景技术

基于酵母的乙醇生产是基于糖向乙醇的转化。当前通过此方法实现的年燃料乙醇生产在世界范围内为约900亿升。据估计，乙醇生产成本的约70％是原料。因为乙醇生产量如此之大，所以甚至小的产率提升对于该产业也具有巨大的经济影响。一摩尔葡萄糖转化为两摩尔乙醇和两摩尔二氧化碳的转化是氧化还原中性的，其最大理论产率为约51％。当前的工业产率为约45％；因此，存在增加乙醇生产的机会。尽管酵母生产率有所提高，但仍需要进一步改变酵母代谢途径来最大化乙醇生产，同时不增加不期望副产物的产生。

发明内容

本发明的组合物和方法涉及过表达富马酸还原酶的经修饰的酵母细胞。所述酵母细胞与它们的亲本细胞相比具有增加的发酵速率，从而在短时间内产生相似的最大乙醇水平。所述组合物和方法的方面和实施例描述于以下独立编号的段落中。

1.在一方面，提供了用于增加生长于碳水化合物底物上的酵母细胞的乙醇生产速率的方法，所述方法包括：在亲本酵母细胞中引入遗传改变，所述遗传改变引起所述经修饰的细胞与亲本细胞相比产生增加量的富马酸还原酶，其中在等同发酵条件下，所述经修饰的细胞与亲本细胞的发酵速率相比，发酵速率增加。

2.在如段落1所述的方法的一些实施例中，所述遗传改变包括将核酸引入亲本细胞中，所述核酸能够指导富马酸还原酶以高于等同条件下生长的亲本细胞的水平表达。

3.在如段落1所述的方法的一些实施例中，所述遗传改变包括引入用于表达富马酸还原酶的表达盒。

4.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，所述富马酸还原酶是长的或短的形式。

5.在如段落4所述的方法的一些实施例中，所述富马酸还原酶是短的形式。

6.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，进入发酵24小时时测量乙醇生产。

7.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，乙醇生产的速率增加不是因为木糖的代谢。

8.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，所述碳水化合物底物基本上不含木糖。

9.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，所述细胞进一步包含磷酸转酮酶途径的一个或多个基因。

10.在如段落9所述的方法的一些实施例中，所述磷酸转酮酶途径的基因选自由以下组成的组：磷酸转酮酶、磷酸转乙酰酶、和乙酰化乙酰基脱氢酶。

11.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，基于OSM1 mRNA表达，富马酸还原酶表达的增加量是等同条件下生长的亲本细胞的表达水平的约80倍。

12.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，所述细胞进一步包含编码碳水化合物加工酶的外源基因。

13.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，所述细胞进一步包含甘油途径和/或乙酰辅酶A途径中的改变。

14.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，所述细胞进一步包含用于制备乙醇的替代性途径。

15.在如前述段落中任一项所述的方法的一些实施例中，所述细胞属于酵母菌属(Saccharomyces)物种。