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リグノセルロースの発酵性糖への高温の生体変換は、競合する微生物活性が高温で阻害され、熱運動可能な細胞壁分解酵素が中溶性酵素よりも優れているため、再生可能な化学物質とバイオ燃料の効率的な生産に注目を集めています。ここでは、クラミドモナスreinhardtiiの葉緑体で4つの異なる熱安定性細胞壁分解酵素を生成するためのプラットフォームの開発について報告します。酵素ブレンドは、C。saccharolyticusのセロビオヒドロラーゼCBM3GH5、P。furiosusのβ-グルコシダーゼCELB、T。neapolitanaのエンドグルカナーゼB、およびエンドオキシラナーゼXynaで構成されていました。さらに、Pseudomonas stutzeriからのリン酸デヒドロゲナーゼDの発現のために、移植性微細藻類を操作し、選択的リン酸塩栄養による非軸培地の成長を可能にしました。グリコシド加水分解エラーゼ（GH）ドメインGH12/GH5/GH1で構成されるセルロール分解ブレンドは、48Hの反応と0.05％（W/W/W/の酵素負荷で48Hの効率でアルカリ処理リグノセルロースをグルコースに変換することができました。w）。トランスジェニック微細藻類の抽出物を伴う処理されたセルロース材料の加水分解物は、メタン生成細菌によるバイオガス産生と、オレイギン微量藻類クロレラ尋問の混合栄養成長の両方を高めました。特に、微細藻類治療は、バイオマスのアルカリ性治療から放出される抑制性副産物の有害な効果を抑制し、したがって、混合栄養成長下のC. vulgarisによるリグノセルロース由来糖の効率的な同化を可能にしました。
リグノセルロースの発酵性糖への高温の生体変換は、競合する微生物活性が高温で阻害され、熱運動可能な細胞壁分解酵素が中溶性酵素よりも優れているため、再生可能な化学物質とバイオ燃料の効率的な生産に注目を集めています。ここでは、クラミドモナスreinhardtiiの葉緑体で4つの異なる熱安定性細胞壁分解酵素を生成するためのプラットフォームの開発について報告します。酵素ブレンドは、C。saccharolyticusのセロビオヒドロラーゼCBM3GH5、P。furiosusのβ-グルコシダーゼCELB、T。neapolitanaのエンドグルカナーゼB、およびエンドオキシラナーゼXynaで構成されていました。さらに、Pseudomonas stutzeriからのリン酸デヒドロゲナーゼDの発現のために、移植性微細藻類を操作し、選択的リン酸塩栄養による非軸培地の成長を可能にしました。グリコシド加水分解エラーゼ（GH）ドメインGH12/GH5/GH1で構成されるセルロール分解ブレンドは、48Hの反応と0.05％（W/W/W/の酵素負荷で48Hの効率でアルカリ処理リグノセルロースをグルコースに変換することができました。w）。トランスジェニック微細藻類の抽出物を伴う処理されたセルロース材料の加水分解物は、メタン生成細菌によるバイオガス産生と、オレイギン微量藻類クロレラ尋問の混合栄養成長の両方を高めました。特に、微細藻類治療は、バイオマスのアルカリ性治療から放出される抑制性副産物の有害な効果を抑制し、したがって、混合栄養成長下のC. vulgarisによるリグノセルロース由来糖の効率的な同化を可能にしました。
High-temperature bioconversion of lignocellulose into fermentable sugars has drawn attention for efficient production of renewable chemicals and biofuels, because competing microbial activities are inhibited at elevated temperatures and thermostable cell wall degrading enzymes are superior to mesophilic enzymes. Here, we report on the development of a platform to produce four different thermostable cell wall degrading enzymes in the chloroplast of Chlamydomonas reinhardtii. The enzyme blend was composed of the cellobiohydrolase CBM3GH5 from C. saccharolyticus, the β-glucosidase celB from P. furiosus, the endoglucanase B and the endoxylanase XynA from T. neapolitana. In addition, transplastomic microalgae were engineered for the expression of phosphite dehydrogenase D from Pseudomonas stutzeri, allowing for growth in non-axenic media by selective phosphite nutrition. The cellulolytic blend composed of the glycoside hydrolase (GH) domain GH12/GH5/GH1 allowed the conversion of alkaline-treated lignocellulose into glucose with efficiencies ranging from 14% to 17% upon 48h of reaction and an enzyme loading of 0.05% (w/w). Hydrolysates from treated cellulosic materials with extracts of transgenic microalgae boosted both the biogas production by methanogenic bacteria and the mixotrophic growth of the oleaginous microalga Chlorella vulgaris. Notably, microalgal treatment suppressed the detrimental effect of inhibitory by-products released from the alkaline treatment of biomass, thus allowing for efficient assimilation of lignocellulose-derived sugars by C. vulgaris under mixotrophic growth.
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