球头三型孢菌利用木糖产赤藓糖醇代谢调控研究开题报告

1. 研究目的与意义

球头三型孢菌研究背景

球头三型孢菌（trichosporonoides）是一种可耐受 20%～60%（w/v）葡萄糖的耐高渗酵母，在发酵中能生产多种多元醇，如赤藓糖醇，核糖醇和甘油等。球头三型孢菌中赤藓糖醇的合成途径为6-磷酸葡萄糖脱氢脱羧转化成核酮糖-5-磷酸，磷酸戊糖在磷酸戊糖异构酶及差向酶的作用下同分异构化生成核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸，产物在转酮酶作用下经转酮反应生成景天庚酮糖7-磷酸，景天庚酮糖7-磷酸再在转醛酶作用下通过转醛反应将三碳单位转移到 3-磷酸甘油醛的c1上，生成赤藓糖-4-磷酸，赤藓糖-4-磷酸经赤藓糖-4-磷酸酶变成赤藓糖，赤藓糖在赤藓糖还原酶还原合成赤藓糖醇。

赤藓糖醇研究背景

2. 研究内容和预期目标

本研究立足于国内外研究现状，对代谢木糖的球头三型孢菌发酵制备赤藓糖醇进行发酵优化。具体研究内容如下：

（1）将在斜面保存的球头三型孢菌工程菌进行活化培养。

（2）单因素实验法研究不同浓度cu2 对赤藓糖醇产量影响。

3. 研究的方法与步骤

研究方法

球头三型孢菌（trichosporonoides）是一种可耐受 20%～60%（w/v）葡萄糖的耐高渗酵母，在发酵中能生产多种多元醇，如赤藓糖醇，核糖醇和甘油等。得益于赤藓糖醇所具有的一些优良特性，它受到了国内外许多行业的关注，特别地，在食品添加剂行业中对其有强烈的需求。在国外，蔗糖和木糖醇的市场占有率逐年下降，赤藓糖醇的销量已远超木糖醇，并早已得到普及。但是，由于现阶段国内赤藓糖醇生产技术和提炼方法的局限，限制了它的大规模应用。木糖醇的使用量虽然下降，但木糖的产量却只增不减，木糖与葡萄糖具有相似的组成结构，但二者的产量却不能相提并论，如何使用生物发酵的方法使木糖产赤藓糖醇的产量增加是本实验的重点。

赤藓糖醇的合成途径为6-磷酸葡萄糖脱氢脱羧转化成核酮糖-5-磷酸，磷酸戊糖在磷酸戊糖异构酶及差向酶的作用下同分异构化生成核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸，产物在转酮酶作用下经转酮反应生成景天庚酮糖7-磷酸，景天庚酮糖7-磷酸再在转醛酶作用下通过转醛反应将三碳单位转移到 3-磷酸甘油醛的c1上，生成赤藓糖-4-磷酸，赤藓糖-4-磷酸经赤藓糖-4-磷酸酶变成赤藓糖，赤藓糖在赤藓糖还原酶还原合成赤藓糖醇。

4. 参考文献

[1]li l,kang p,ju x,et al. enhancement of erythritol production by trichosporonoides oedocephalis atcc 16958 through regulating key enzyme activity and the nadph/nadp ratio with metal ion supplementation[j]. preparative biochemistry amp; biotechnology, 2018:10826068.2018.1425712.

[2]li-bo, yang, xiao-bei, et al. optimization of a low-cost hyperosmotic medium and establishing the fermentation kinetics of erythritol production by yarrowia lipolytica from crude glycerol[j]. preparative biochemistry amp; biotechnology, 2015.

[3]frdric carly, fickers p . erythritol production by yeasts: a snapshot of current knowledge[j]. yeast, 2018, 35(1).

5. 计划与进度安排

（1）2023-03-01～2023-03-07：查阅资料撰写开题报告；

（2）2023-03-08～2023-03-18：将斜面培养保存的球头三型孢菌进行活化培养；

（3）2023-03-19～2023-04-22：单因素实验法研究不同浓度cu2 、不同浓度甜菜碱和不同浓度维生素对赤藓糖醇产量影响；