Butanoate pathway in production of acetate in Thermoanaerobacterium sp. AK17

Abstract

Markmið rannsóknarinnar var að kanna hvort etanól þolnara afbrigði af stökkbreyttum etanólframleiðandi stofni af Thermoanaerobacterium sp. AK17 sé fært um að nota ensím úr bútanóat ferlinum til að framleiða asetat í stað ensíma úr asetat ferlinum, en þeim ferli hafði verið eytt úr erfðamengi AK17 til þess að auka etanólframleiðslu AK17. Frumuhreinsuðum innanfrumupróteinum úr frumuræktum þriggja afbrigða af AK17 var safnað: villigerð (WT), tvöfalt stökkbrigði (DM) og aðlagað tvöfalt stökkbrigði (AD). Ensímpróf voru notuð til að staðfesta virkni bútanóats ferils ensímanna, fosfóstransbútyrylasa (PTB) og bútirat kínasa (BK), ásamt virkni fosfótransasatylasa (PTA) og asetat kínasa (AK) úr asetat ferlinum. Niðurstöður okkar renna stoðum undir þá kenningu að bútanóats ferils ensímin eru fær um að hvata myndun asetats í AK17, þó með lægri virkni heldur en ensímin úr asetat ferlinum.

The main objective of this study was to test if an ethanol resistance adapted strain of the ethanologenic mutant of Thermoanaerobacterium sp. AK17 strain is capable of using the butanoate pathway enzymes in the production of acetate in place of the acetate pathway enzymes, whose genes have been knocked-out from AK17s genome in order to increase ethanol production. Cell-free cytosolic protein extract was harvested from batch cultures of three AK17 strains, i.e. wild type (WT), double mutant (DM) ethanologenic strain and adapted double mutant (AD). To test this, enzymatic assays were used to verify activity of the butanoate pathway enzymes, phosphotransbutyrylase (PTB) and butyrate kinase (BK), and phosphotransacetylase (PTA) along with acetate kinase (AK) in the acetate pathway. Our results support that butanoate pathway enzymes are capable of catalyzing the formation of acetate in AK17, but at a lower catalytic efficiency than acetate pathway enzymes.