用于在包含C5糖的底物上生产生物质的酵母菌株制造技术

本发明专利技术关注能够在包含至少一种C5糖的底物上以与酵母的工业生产相容的繁殖速度和速率繁殖的新型酿酒酵母菌株。它还涉及当培养时能够获得具有应用效率的酵母的新型菌株，即所述有应用效率意思是指在例如面包制造、生物质生产、风味生产、次级代谢物生产、蛋白质生产、乙醇生产、酿造、酿酒或酵母提取物的生产这类工业上的目标应用和用途中是令人满意的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生物质生产领域，尤其是酵母生产。它尤其关注酵母在包含至少一种 C5糖的底物上的生产，更关注酵母在来源于木质纤维素材料水解的底物上的生产。它还关 注产生的酵母在酵母工业的用途，例如面包制造、生物质生产、风味生产、次级代谢物的生 产、蛋白质生产、RNA生产、乙醇生产、酿造或酵母提取物的生产。 抟术背景和待解决的问题 为了通过有氧呼吸过程繁殖，酵母需要：-作为碳和能量来源的碳化合物，-铵形式的还原氮化合物；然而，一些酵母能够使用氧化化合物（如硝酸盐）或有 机化合物来合成蛋白质和核酸， _各种矿质元素、维生素和生长因子，其取决于酵母。 如果在具有固定成分的培养基上生产酵母，例如，基于葡萄糖或果糖糖浆作为碳 基，铵和磷酸盐作为氮和磷酸盐来源，则必须通过加入矿物盐、维生素和微量元素来补充该 培养基，这使生产复杂而昂贵。 甜菜和甘蔗精炼糖蜜由糖（葡萄糖和果糖）、有机物和无机物组成。这是为什么从 经济和技术角度选择这些糖蜜作为底物的原因，也是为什么到目前为止，它们是用于酵母 工业生产的主要原料的原因。 然而，甘蔗或甜菜糖蜜的可利用度减少，尤其与其大量用于生物乙醇的生产相关， 危及到了这种类型的生产。因此，需要找到新的碳基作为糖蜜提供的蔗糖的替代物。 现在，生物乙醇的工业生产，尤其是第二代生物乙醇，已经揭示了发酵底物的其他 来源的可利用度。实际上，第二代生物乙醇工业使用来自于植物的木质生物素材料。这些 代表了植物绝大多数的材料由纤维素、半纤维素和木质素组成。水解后，木质纤维素材料成 为C6糖（6个碳原子）和C5糖（5个碳原子）的混合物。 所有酵母都可以代谢C6糖；另一方面，C5糖通常不适合发酵或不能被酿酒酵母属 (Saccharomyces)的酵母，尤其是酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae)(Sc)发酵。 最近关于第二代生物乙醇生产的文献描述了经过改良能够发酵C5糖的Sc酵母。 在这些文件中，可以申请人的例如W0 2011/128552和W0 2012/72793。 W0 2011/128552描述了通过基因改造方法获得的酵母菌株，该方法包括在所述菌 株的基因组中引入编码木糖还原酶（XR)的基因和编码木糖脱氢酶（XDH)的基因。 W0 2012/72793描述了通过在菌株基因组中引入一个拷贝的编码木糖异构酶的外 源基因和至少一个拷贝的编码木糖醇脱氢酶的基因的方法获得的酵母菌株，所述编码木糖 异构酶的外源基因优选来源于植物发酵梭菌（Clostridium phytofermentans)，所述编码 木糖醇脱氢酶的基因来源于树干毕赤酵母（Pichia stipitis)。 尽管在这些文献中描述的菌株能够在包含C5糖的底物上繁殖，本专利技术的专利技术人 观察到在由C5糖组成或包含C5糖的底物上的繁殖速度仍然很低，无论怎样都与酵母的工 业生产不兼容。 此外，专利技术人观察到在它们最终的工业用途中，例如作为用于面包制造发酵的酵 母或意欲用于生产酵母提取物的酵母等等，这样所得的酵母与来自于未改造的原始菌株的 酵母相比，其效率降低。 因此，真的需要用于生产酵母能够完全或部分使用代替C6糖作为碳基的新型菌 株，同时酵母产量与经济和工业开发相容。此外，培养该酵母应当导致在其最终工业用途中 具有令人有极大兴趣并完全满意的效率的酵母。 专利技术概沐 本专利技术的主题涉及能够在包含至少一种C5糖的底物上以与酵母的工业生产相容 的繁殖速度和速率繁殖的新型Sc酵母菌株。 它还涉及当培养时能够获得具有应用效率的酵母的新型菌株，即所述效率在其最 终的工业用途中是令人满意的，例如至少等于参考应用效率的80%，优选95%，甚至更优 选 105%〇 本专利技术的另一个主题是通过基因改造或杂交获得根据本专利技术的酵母菌株的方法。 本专利技术的另一个主题是通过本专利技术方法获得的酵母和/或新型酵母在工业应用 中的用途，所述工业应用选自面包制造、生物质生产、风味生产、次级代谢物的生产、蛋白质 生产、RNA生产、乙醇生产、酿造、酿酒或酵母提取物的生产。【附图说明】 图1是实施例1中PCR分析的结果。凝胶左边所示值是尺寸标志物的DNA片段大 小，以碱基对表示（泳道1)。泳道2至5分别是X10S1、X10S2、Mat a对照和Mat a对照。 图2是代表培养基浊度变化的图，用以在150rpm的CP培养基中于30°C的培养时 间（以小时表不）作为函数的Log KKODu；。^)表不。 图3是代表培养基浊度变化的图，用以在150rpm的YFX培养基中于30°C的培养时 间，以小时表不，作为函数的在波长600nm的0D表不。 图4是代表气体释放的图，用在普通面团上随着时间，以分钟表示，的每分钟mL表 不〇 专利技术详沐 本专利技术涉及在有氧条件下能够在包含至少一种C5糖的底物上繁殖的酵母菌株， 其特征是，它在木糖上满足生长试验或它具有最大速度的繁殖从而在CP培养基上满足生 长试验。 在太糖h的牛长试骀 该试验由以下组成：在一段时间内通过分光光度法在600nm的波长监测溶液浊 度的变化，所述溶液包含用50mL YFX培养基，所述培养基用108个待测菌株细胞于30°C在 150rpm的不断搅拌下接种。当光学密度（0D)在24小时大于2,且在48小时至少是3,优选 至少是10,该实验被满足。 所述YFX培养基如下定义：【主权项】1. 能够在有氧条件下在包含至少一种C5糖的底物上繁殖的酵母属的酵母菌株，其特 征在于，它满足在木糖上的生长试验，或它具有繁殖的最大速度从而满足在CP培养基上的 生长试验，且在其基因组中，戊糖通路的各个基因被下调，编码醛糖还原酶的GRE3基因拷 贝被删除，编码木酮糖激酶的天然XKSl基因被过量表达，至少一个拷贝的编码木糖脱氢酶 的树干毕赤酵母基因被引入，和至少一个拷贝的编码木糖还原酶的树干毕赤酵母基因被引 入。2. 能够在有氧条件下在包含至少一种C5糖的底物上繁殖的酵母属的酵母菌株，其特 征在于，它满足在木糖上的生长试验，或它具有繁殖的最大速度从而满足在CP培养基上的 生长试验，且在其基因组中，戊糖通路的各个基因被下调，编码醛糖还原酶的GRE3基因拷 贝被删除，编码木酮糖激酶的天然XKSl基因被过量表达，至少一个拷贝的编码木糖脱氢酶 的树干毕赤酵母基因被引入，和至少一个拷贝的编码木糖异构酶的树干毕赤当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
能够在有氧条件下在包含至少一种C5糖的底物上繁殖的酵母属的酵母菌株，其特征在于，它满足在木糖上的生长试验，或它具有繁殖的最大速度从而满足在CP培养基上的生长试验，且在其基因组中，戊糖通路的各个基因被下调，编码醛糖还原酶的GRE3基因拷贝被删除，编码木酮糖激酶的天然XKS1基因被过量表达，至少一个拷贝的编码木糖脱氢酶的树干毕赤酵母基因被引入，和至少一个拷贝的编码木糖还原酶的树干毕赤酵母基因被引入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·德富热尔，G·皮涅德，
申请(专利权)人：乐斯福公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR