Combining Xylose Reductase from Spathaspora arborariae with Xylitol Dehydrogenase from Spathaspora passalidarum to Promote Xylose Consumption and Fermentation into Xylitol by Saccharomyces cerevisiae

• Autor(a) principal: Adriane Mouro
• Data de Publicação: 2020
• Outros Autores: Angela A. dos Santos, Denis D. Agnolo, Gabriela F. Gubert, Elba P. S. Bon, Carlos Augusto Rosa, César Fonseca, Boris U. Stambuk
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: https://doi.org/10.3390/fermentation6030072; http://hdl.handle.net/1843/73127; https://orcid.org/0000-0003-2448-7063; https://orcid.org/0000-0001-7507-1020
• topic: Xylose reductase; Xylitol dehydrogenase; Spathaspora; Saccharomyces; Xylitol; Xylose; Aldeído Redutase; D-Xilulose redutase; Saccharomyces; Xilitol; Xilose

Nos últimos anos, muitas novas leveduras fermentadoras de xilose pertencentes ao novo gênero Spathaspora foram isoladas do intestino de insetos que se alimentam de madeira e/ou de substratos que decompõem a madeira. Clonamos e expressamos, em Saccharomyces cerevisiae, um gene de xilose redutase de Spathaspora arborariae (SaXYL1) que aceita NADH e NADPH como co-substratos, bem como uma xilose redutase dependente de NADPH de Spathaspora passalidarum (gene SpXYL1.1) e o SpXYL2 .2 gene que codifica uma xilitol desidrogenase dependente de NAD+. Estas enzimas foram co-expressas numa estirpe de S. cerevisiae que sobre-expressa o gene nativo XKS1 que codifica a xiluloquinase, bem como foram eliminadas na fosfatase alcalina codificada pelo gene PHO13. As cepas de S. cerevisiae que expressam as enzimas Spathaspora consumiram xilose, e o xilitol foi o principal produto da fermentação. Maiores taxas de crescimento específico, consumo de xilose e produtividades volumétricas de xilitol foram obtidas pela coexpressão dos genes SaXYL1 e SpXYL2.2, quando comparadas com a coexpressão da xilose redutase SpXYL1.1 dependente de NADPH. Durante a cofermentação glicose-xilose pela cepa com coexpressão dos genes SaXYL1 e SpXYL2.2, tanto etanol quanto xilitol foram produzidos eficientemente. Nossos resultados abrem a possibilidade de utilização das vantajosas leveduras Saccharomyces para a produção de xilitol, uma commodity com amplas aplicações comerciais nas indústrias farmacêutica, nutracêutica, alimentícia e de bebidas.