利用真菌生产可再生能源

Ebru Alazi'黑客'是真菌黑曲霉中的酶产生系统，以便更容易地生产可再生能源。她操纵了真菌，使其产生更多的果胶酶：主要用于食品工业和生产可再生能源的酶，如生物燃料。

真菌如黑曲霉从植物中提取以生长。果胶是一种多糖 - 一种长链糖 - 是植物细胞壁的一部分，可作为真菌的食物。当A.niger感知到果胶时，它会产生果胶酶。这些酶可以将果胶分解成更小的部分，因此真菌可以将它们运输到细胞中并为它们提供能量。这已经为人所知了，但Alazi发现了这个过程背后的机制。“我喜欢我的研究，它既是基础又是应用。首先，我获得了关于黑曲霉果胶酶生产系统如何工作的基本知识，然后我运用这些知识来破解系统并促进果胶酶的生产。”

Alazi首先发现了激活剂GaaR，这是一种激活编码果胶酶基因表达的蛋白质。粗略地说，当A.niger感觉到果胶时，GaaR被激活。此外，她找到了抑制因子GaaX。当真菌在其环境中不感知果胶时，阻遏物GaaX被激活。然后GaaX禁用活化剂GaaR并停止果胶酶生产。她发现的第三个成分是引起丰富果胶酶生成的诱导剂分子：2-酮-3-脱氧-L-半乳糖酸盐，一种果胶的分解代谢产物。“我的研究提供了关于确切机制的适当线索，因此我们的假设现在如下：诱导剂与阻遏物GaaX结合，因此它不再能抑制活化剂GaaR，”Alazi解释说。“通过这种方式，GaaR可以开始激活基因表达并产生果胶酶。

在了解了该机制后，Alazi用紫外光诱变真菌，以分离具有独特果胶酶生产特性的突变体。发现一个突变体具有GaaR等位基因，其不受阻遏物GaaX的抑制。“因此通常情况下，阻遏物GaaX会使GaaR失活，因此A.niger不会产生果胶酶，”她说。“但是当存在诱导物时，它与GaaX结合，激活剂GaaR可以自由地进入并且真菌开始产生果胶酶。”然而，Alazi说，有了这个等位基因，诱导物的存在是不必要的：GaaR等位基因会自动激活果胶酶基因的表达。此外，她还制造了比正常情况产生更多激活剂GaaR的突变体。

“使用这些新设计的菌株，我们可以在任何碳源上生产果胶酶，包括来自农业，林业或食品工业的废物流。这使得大量生产果胶酶更便宜，更可持续。然后这些果胶酶可以用于从植物生物质中生产可再生生物燃料。“

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