同時糖化と発酵中に変異したセロビオース輸送体を発現する設計されたサッカロミセスセレビシアによって改善されたエタノール生産の改善

セルロース性バイオマスの同時糖化と発酵（SSF）は、グルコースによるセルラーゼのフィードバック阻害を緩和することにより、セルロースの効率的な加水分解を提供できますが、ほとんどの発酵微生物はセロビオスを利用できないため、β-グルコシダーゼの補給が必要です。以前は、セロビオース輸送体（CDT-1）を発現する操作されたSaccharomyces cerevisiaeによるセルロースのSSFと、β-グルコシダーゼを含まない細胞内β-グルコシダーゼ（GH1-1）を、細胞状β底βを伴う従来のSSFと同じように効率的に実行できないことが観察されました。- グルコシダーゼ。しかし、この研究では、CDT-1よりも高いVMAXおよびGH1-1を示す変異体のセロビオース輸送体[CDT-1（F213L）を発現する、さらに操作されたS. cerevisiaeを使用することにより、セルロースのSSFからのエタノール産生を改善しました。さらに、SSFのセルラーゼ混合物の量を減らすことにより、セロビオース形成の制限により、さらに操作された株がβ-グルコシダーゼによる親株よりもかなり優れたエタノールを生成する可能性があります。おそらく、さらなる操作されたひずみによるエタノールのより良い産生は、セロビオースへの親和性が高いためであるように思われます。グルコースの細胞外β-グルコシダーゼのMichaelis-Menten定数（km）よりも5倍低い。我々の結果は、より低いレベルのセロビオースを輸送するために操作された酵母におけるセロビオース輸送体の修飾により、セルロースからエタノールを生産するためのより効率的なSSFを可能にすることを示唆しています。

Although simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of cellulosic biomass can offer efficient hydrolysis of cellulose through alleviating feed-back inhibition of cellulases by glucose, supplementation of β-glucosidase is necessary because most fermenting microorganisms cannot utilize cellobiose. Previously, we observed that SSF of cellulose by an engineered Saccharomyces cerevisiae expressing a cellobiose transporter (CDT-1) and an intracellular β-glucosidase (GH1-1) without β-glucosidase could not be performed as efficiently as the traditional SSF with extracellular β-glucosidase. However, we improved the ethanol production from SSF of cellulose by employing a further engineered S. cerevisiae expressing a mutant cellobiose transporter [CDT-1 (F213L) exhibiting higher VMAX than CDT-1] and GH1-1 in this study. Furthermore, limitation of cellobiose formation by reducing the amounts of cellulases mixture in SSF could lead the further engineered strain to produce ethanol considerably better than the parental strain with β-glucosidase. Probably, better production of ethanol by the further engineered strain seemed to be due to a higher affinity to cellobiose, which might be attributed to not only 2-times lower Monod constant (KS) for cellobiose than KS of the parental strain for glucose but also 5-times lower KS than Michaelis-Menten constant (KM) of the extracellular β-glucosidase for glucose. Our results suggest that modification of the cellobiose transporter in the engineered yeast to transport lower level of cellobiose enables a more efficient SSF for producing ethanol from cellulose.