Exploring metal ion metabolisms to improve xylose fermentation in Saccharomyces cerevisiae

Autor(es)

Palermo, Gisele Cristina de Lima ^{[1, 2]} ; Coutoune, Natalia ^{[1, 2]} ; Bueno, Joao Gabriel Ribeiro ^{[1, 2]} ; Maciel, Lucas Ferreira ^[1] ; dosSantos, Leandro Vieira ^{[1, 2]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] CNPEM, Brazilian Biorenewable Natl Lab, Brazilian Ctr Res Energy & Mat, BR-13083100 Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Campinas UNICAMP, Inst Biol, Genet & Mol Biol Grad Program, Campinas, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: MICROBIAL BIOTECHNOLOGY; v. 14, n. 5 JUL 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The development of high-performance xylose-fermenting yeast is essential to achieve feasible conversion of biomass-derived sugars in lignocellulose-based biorefineries. However, engineered C5-strains of Saccharomyces cerevisiae still present low xylose consumption rates under anaerobic conditions. Here, we explore alternative metabolisms involved in metal homeostasis, which positively affect C5 fermentation and analyse the non-obvious regulatory network connection of both metabolisms using time-course transcriptome analysis. Our results indicated the vacuolar Fe2+/Mn2+ transporter CCC1, and the protein involved in heavy metal ion homeostasis BSD2, as promising new targets for rational metabolic engineering strategies, enhancing xylose consumption in nine and 2.3-fold compared with control. Notably, intracellular metal concentration levels were affected differently by mutations and the results were compared with positive controls isu1 Delta, a Fe-S cluster scaffold protein, and ssk2 Delta, a component of MAPKKK pathway. Temporal expression profiles indicate a metabolic remodelling in response to xylose, demonstrating changes in the main sugar sensing signalling pathways. (AU)

• Processo FAPESP: 20/07918-7 - Abordagens sistêmicas integradas para o desenvolvimento de leveduras como plataformas microbianas em biorrefinarias
• Beneficiário: Leandro Vieira dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 18/00888-5 - Engenharia genética de Saccharomyces cerevisiae para co-fermentação de xilose e glicose e produção de etanol de segunda geração
• Beneficiário: João Gabriel Ribeiro Bueno
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/06254-8 - Um lugar estressante para viver: um aprendizado profundo sobre as pressões seletivas em leveduras durante as fermentações alcoólicas
• Beneficiário: Mirta Natalia Coutouné
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/08519-6 - Construção de um atlas genômico para engenharia racional de Saccharomyces cerevisiae visando a produção de etanol de segunda-geração
• Beneficiário: Leandro Vieira dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular