การระบุและศึกษายีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อสภาวะเครียดที่เหนี่ยวนำโดยกรดอ่อนใน Khuyveromyces marxianus DMKU 3-1042

Identification and characterization of genes involved in response to weak acid induced stress in Khuyveromyces marxianus DMKU 3-1042

Name: ศศิธร บุตรแพง

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วท.ม. (จุลชีววิทยา) 2562

Classification :.LCCS: QR151

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาจุลชีววิทยา -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: ยีสต์

ThaSH: เอทานอล -- การหมัก

ThaSH: เอทานอล -- การผลิต

ThaSH: ลิกโนเซลลูโลส

ThaSH: การหมัก

Abstract: เอทานอลเป็นหนึ่งในพลังงานทดแทนที่สามารถผลิตได้จากวัสดุลิกโนเซลลูโลส กรดคาร์- บอกซิลิกเช่น กรดอะซิติก และกรดฟอร์มิก เป็นผลพลอยได้ที่พบในลิกโนเซลลูโลสไฮโดรไลเซต สารเหล่านี้สามารถจำกัดประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลยีสต์ทนร้อน Kluyveromyces marxianus มีความสามารถในการหมักและใช้สับสเตรตได้หลากหลายชนิด ในการศึกษาครั้งนี้ทำการระบุยีน ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความเครียดที่เกิดจากกรดอ่อนใน K. marxianus DMKU 3-1042 โดยใช้การกลายพันธ์แบบสุ่ม kanMX4 ซึ่งมียีนต้าน kanamycin แทรกรวมเข้าสู่โครโมโซมของยีสต์แบบสุ่ม และติดตามตำแหน่งการแทรกโดยใช้ inverse PCR และ thermal asymmetric interlaced PCR ได้ยีสต์สายพันธุ์กลาย 3 ชนิดที่ทนต่อกรดอ่อนโดยมีการกลายพันธุ์ที่ยีน YEL1, ATG15 และ LDB19 สำหรับแฟคเตอร์จำเพาะในการพา Arf3p ไปยังบริเวณหน่อและปลายเส้นใย เอนไซมฟ์ อสโฟลิเพสที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการออโตฟาจี และโปรตีนแอลฟ่าอาร์เรสตินที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเอนโดไซโทซิสที่อาศัยยูบิควิตินของโปรตีนที่เยื่อหุ้มเซลล์ตามลำดับ และสายพันธุ์กลายอีก 1 ชนิด ที่ kanMX4 แทรกตรงบริเวณระหว่างยีน KLMA_60375 และ SWI1 สำหรับเดลต้า 6-ดีแสททูเรสและหน่วยย่อยของ SWI/SNF โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง โครงสร้างของโครมาติน ตามลำดับ สายพันธุ์กลาย ทั้ง 4 สายพันธุ์มีความต้านทานต่อกรดอ่อน มากกว่าสายพันธุ์ดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 45 องศาเซลเซียส สายพันธุ์กลาย lbp19 ทนต่อกรด อ่อนมากที่สุด ตามด้วย KLMA_60375-SWI1, atg15 และ yel1 ตามลำดับ ที่น่าสนใจพบว่า yel1 ต้านทานต่อภาวะเครียดออกซิเดชัน สายพันธุ์กลายทั้งหมดยกเว้น yel1 เจริญได้ดีและผลิตเอทานอลสูงกว่า สายพันธุ์ดั้งเดิมที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส ที่มีกรดฟอร์มิก 0.1 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร แต่ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในที่มีกรดอะซิติก 0.3 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส ผลการทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ายีนเหล่านี้มีส่วนเกี่ยวข้องในกลไกการทนกรดอ่อน Ethanol is a one of promising alternative energy that can produce from lignocellulosic materials. The carboxylic acids such as acetic acid and formic acid were commonly by-product in lignocellulosic hydrolysate, these compounds can limit the efficiency of ethanol production. Thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus possesses intrinsic abilities to ferment and assimilate a wide variety of substrates. In this study, genes involved in response to weak acid induced stress in K. marxianus DMKU 3-1042 were identified by using random integrative mutagenesis. A kanMX4 cassette which contains the kanamycin resistant gene was randomly integrated into the yeast chromosome and the insertion site was determined by inverse PCR and thermal asymmetric interlaced PCR. We obtained three mutants of YEL1, ATG15, LDB19 encoding a specific factor required for localization of Arf3p to the bud neck and tip, phospholipase related to autophagy and alpha-arrestin involved in ubiquitin-dependent endocytosis of plasma membrane proteins, respectively, as weak acid resistant mutants. An additional mutant the cassette was inserted into intergenic region between KLMA_60375and SWI1encoding delta6 fatty acid desaturase and a subunit of the SWI/SNF chromatin remodeling complex, respectively. The four mutants exhibited more resistance to weak acids compared to that of the wild type, especially at 45°C. The lbp19 mutant was the most resistance to weak acids followed by KLMA_60375-SWI1, atg15and yel1, respectively. Interestingly, yel1 mutant was found to cross-resistant to oxidative stress. All of mutants, except yel1 mutant, were found to grow better and produce ethanol higher than that of the wild type at 37°C in the presence of 0.1% v/v formic acid, but no significant difference in the presence of 0.3% v/v acetic acid. Taken together, these results indicated that these genes were involved in the weak acid-resistant mechanism.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: นพดล เลิศวัฒนาสกุล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: สาวิตรี ลิ่มทอง

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Modified: 2567-06-13

Created: 2562

Issued: 2567-06-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://kasetsart.idm.oclc.org/login?url=http://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2562/sasithorn-but-all.pdf

CallNumber: QR151.ศ18

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: จลชีววิทยา

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	sasithorn-but-all.pdf	6.95 MB	2	2024-07-27 13:53:30

ใช้เวลา

0.028484 วินาที