球头三型孢菌产赤藓糖醇木糖代谢途径的构建开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景

1.木糖：木糖在木质纤维素原料，尤其是农林废弃物中木糖基的含量达18％～30％，占总糖类的30％～50％（以葡萄糖基和木糖基计），是自然界的第二大糖类物质；是木质纤维素中仅次于葡萄糖外，含量最多的糖类，然而微生物对木糖的代谢能力却远低于葡萄糖。目前国内外已有许多课题是通过基因工程等手段，构建能利用木糖作为碳源生产糖醇的球头三型孢菌工程菌株，并对其进行发酵优化，使之能够以廉价的碳源生产高价值的稀有糖醇。

2.球头三型孢菌（trichosporonoides oedocephalis）：可耐受20%-60%（w/v）的葡萄糖，可以产生多种多元醇，比如，赤藓糖醇、甘油、核糖醇等多种多元醇，可以通过ppp途径将葡萄糖转化为赤藓糖醇。本次实验将外源基因导入球头三型孢菌从而构建球头三型孢菌工程菌，通过菌体自身代谢将木糖转化为赤藓糖醇，通过菌体自身代谢木糖产生赤藓糖醇的菌主要从土壤、新鲜花粉、蜂蜜及蜂巢中分离出来。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容

本研究立足于国内外研究现状，构建能代谢木糖的球头三型孢菌工程菌，使之能生产苏糖醇。具体研究内容如下：

3. 研究的方法与步骤

研究方法

木糖醇脱氢酶（xylitol dehydrogenase)，是参与木糖代谢的关键酶之一。不同的木糖醇脱氢酶，在性质上也存在差异，但在蛋白序列和酶学表征上有一定的相似点，大都以nad﹢为辅酶依赖性。大多数木糖醇脱氢酶属于中链脱氢酶家族，一个亚基有300-400个氨基酸组成。酶活性中心序列有较高保守性。木糖醇脱氢酶（xdh）基因，可以使工程菌菌体自身代谢产生赤藓糖醇。

4. 参考文献

[1] chi p, wang s, ge x, et al. efficient threitol production by an engineered strain of yarrowia lipolytica overexpressing xylitol dehydrogenase gene from scheffersomyces stipitis. biochemical engineering joural.

[2] wong johanna w-h et al. comparative metabolomics implicates threitol as a fungal signal supporting colonization of armillaria luteobubalina on eucalypt roots.[j]. plant, cell amp; environment, 2020, 43(2) : 374-386.

[3] 李良智, 尤吉, 王伟, 扶教龙. 核糖醇发酵工艺研究[j]. 生物技术,2011,21(01):88-91.

5. 计划与进度安排

1）2024-03-01～2024-03-11：查阅资料撰写开题报告

2）2024-03-11～2024-03-18：进行木糖激酶的克隆以及重组质粒转化。

3）2024-03-19～2024-04-01：含有xk基因的大肠杆菌工程菌构建。