3. Results and discussion
3.1. Growth and fermentation profile during aerobic cultivation
The W303-1A yeast strain was aerobically cultivated in SC
medium supplemented with 2%, 0.5% and 20% glucose. The strain
is Crabtree positive and to analyze its behavior, we first evaluated
cell growth rate. The three different growth behaviors are shown in
Fig. 1a. In 2% and 0.5% glucose the yeast enters the exponential
phase more rapidly than in 20% glucose. We choose the standard
condition of 2% glucose concentration as control. We found that cells
grown in glucose restriction show a higher growth rate compared to
cells grown in high glucose. After cellular acclimation the exponential
growth begins. When the cultures reach a cellular density of 0.8
O.D./ml (i.e. 8×106 cells/ml) we evaluate cellular ethanol production
and glucose consumption. We choose this particular cellular
density because in yeast grown under glucose restriction, this point
corresponds to the onset of the natural diauxic shift [32] (glucose
concentration in the medium reaches 0.2%, see Table 1A). In this
particular moment cells undergo a metabolic adaptation accompanied
by a global reprogramming of gene expression (including
mitochondrial biosynthesis) which precedes complete glucose
exhaustion. The ethanol production in the three different amounts
of glucose is shown in Fig. 1b. The ethanol concentration at 0.8 O.D./
ml is: 2.6 mg/O.D. for 2% glucose; 2.4 mg/O.D for 0.5% glucose and
4.2 mg/O.D. for 20% glucose. Under high glucose concentration
(20%) ethanol production is not as high as expected. Pham T. K. et al.
[33,34] had previously reported that to minimize the osmotic stress
caused by a high glucose concentration, S. cerevisiae accelerates its
production of acidic compounds and glycerol rather than synthesize
ethanol. The differences related to sugar consumption among the
cultures are made evident in Fig. 1c: at 0.8 O.D./ml a low percentage
of glucose consumption (9.9%) is observed in yeast grown in 20%
glucose; at that cellular density these cells leave approximately 90%
residual glucose. On the contrary, glucose consumption percentually
increases in cells grown in glucose restriction: cells leave about 32%
residual glucose in the medium. In Table 1 the differences in
fermentative abilities are shown using two parameters: glucose
consumption (A) and ethanol production (B). As is evident in Table
1A and Fig. 1c, the cells in glucose restriction are the ones to use the
most glucose. In high glucose concentration ethanol is the major
product but as shown in Table 1B and Fig. 1c, the percentage of
glucose used for fermentation, in comparison to the total glucose
consumption (9.9%), is only 37.6%.
3 . ผลและการอภิปราย
3.1 . การเจริญเติบโตและโปรไฟล์ในการหมักแอโรบิก
w303-1a ยีสต์สายพันธุ์ที่ปลูกใน aerobically SC
เติม 2% , 0.5% และกลูโคสร้อยละ 20 เมื่อย
คือ Crabtree บวก และเพื่อศึกษาพฤติกรรมของมัน เราประเมิน
อัตราการเจริญเติบโตของเซลล์ สามที่แตกต่างกันของพฤติกรรมที่แสดงในรูปที่ 1
. 2 % และ 0กลูโคส 5% เชื้อเข้าสู่ระยะ exponential
มากขึ้นอย่างรวดเร็วกว่าในกลูโคส 20 % เราเลือกเงื่อนไขมาตรฐาน
2 % ปริมาณน้ำตาลกลูโคสเป็นควบคุม เราพบว่าเซลล์
โตจำกัดกลูโคสแสดงอัตราการเจริญเติบโตเทียบกับ
เซลล์ที่ปลูกในกลูโคสสูง หลังจากมือถือ acclimation การเจริญเติบโตชี้แจง
เริ่มต้น เมื่อวัฒนธรรมถึงความหนาแน่นของเซลล์ 0.8
OD / ml ( เช่น8 × 106 เซลล์ / มิลลิลิตร ) เราประเมินเซลล์การผลิตเอทานอล
และการบริโภคกลูโคส เราเลือกนี้โดยเฉพาะเซลล์ของยีสต์
เพราะปลูกภายใต้ข้อ จำกัด ในจุดนี้
สอดคล้องกับการโจมตีของ diauxic ธรรมชาติกะ [ 32 ] ( กลูโคส
ความเข้มข้นในกลางถึง 0.2% , เห็นตาราง 1A ) โดยเฉพาะในช่วงเวลานี้
สลายเซลล์ผ่านการปรับตัวพร้อมโดย reprogramming ทั่วโลกของการแสดงออกของยีน ( รวมทั้ง
ไมโตคอนเดรียใน ) ซึ่งก่อนหมดแรงกลูโคส
สมบูรณ์ การผลิตเอทานอลใน 3 จํานวนเงินที่แตกต่าง
กลูโคสจะแสดงในรูปที่ 1 บี เอทานอลที่ความเข้มข้น 0.8 OD /
: 2.6 มก. / มล. ตอบสนองกลูโคส 2 % ; 2.4 mg / o.d กลูโคส 0.5 % และ 4.2 มก. / OD
กลูโคส 20 % ภายใต้
ความเข้มข้นของกลูโคสสูง( 20% ) การผลิตเอทานอลไม่สูงอย่างที่คาดไว้ ฟาม T . K . et al .
[ 33,34 ] ก่อนหน้านี้มีรายงานว่า จะลดปริมาณความเครียด
เกิดจากความเข้มข้นของกลูโคสสูง , S . cerevisiae เร่งการผลิต
สารประกอบกรดและกลีเซอรอล แทนที่จะสังเคราะห์
เอทานอล ความแตกต่างที่เกี่ยวข้องกับการบริโภคน้ำตาลในธรรมให้ประจักษ์ในรูป
c : ที่ 0.8 OD/ ml มีเปอร์เซ็นต์ต่ำการบริโภคกลูโคส
( 9.9% ) ถูกพบในยีสต์เติบโตในกลูโคส 20 %
; ที่มือถือความหนาแน่นเซลล์เหล่านี้ไปประมาณ 90 %
ตกค้างกลูโคส ในทางตรงกันข้าม กลูโคส การบริโภค percentually
เพิ่มขึ้นในเซลล์ที่ปลูกในการจำกัดกลูโคส เซลล์ไปประมาณ 32 %
กลูโคสที่เหลืออยู่ในระดับปานกลาง ตารางที่ 1 ความแตกต่าง
วิศวกรรมเคมี จะแสดงความสามารถใช้สองพารามิเตอร์ : การบริโภคกลูโคส
( ) และการผลิตเอทานอล ( B ) ดังที่ปรากฎในรูปตาราง
1A และ 1B , เซลล์ในการจำกัดกลูโคสที่ใช้
กลูโคสมากที่สุด ในเอทานอลความเข้มข้นของกลูโคสสูงเป็นหลัก
ผลิตภัณฑ์แต่ดังแสดงใน ตาราง และรูปที่ 1A 1C , ร้อยละของกลูโคสที่ใช้สำหรับหมัก
เมื่อเปรียบเทียบกับกลูโคส รวมการบริโภค ( 9.9% ) แค่ 37.6 %
การแปล กรุณารอสักครู่..
