“Konstruowanie szczepów drożdży Ogataea (Hansenula) polymorpha zdolnych do efektywnej konwersji glicerolu do etanolu” - Kata, Iwona (Uniwersytet Rzeszowski, 2017)
W obecnym czasie dużym zainteresowaniem cieszy się problem utylizacji odpadowego glicerolu, powstającego w wyniku produkcji biodiesla. Bardzo ważne jest poszukiwanie lub konstruowanie mikroorganizmów zdolnych do przekształcenia odpadowej gliceryny do substancji o wyższej wartości, zwłaszcza do etanolu. Niewątpliwie do takich organizmów należy Ogataea (Hansenula) polymorpha. Jednak dzikie szczepy tego gatunku produkują zbyt małe ilości etanolu. Dlatego też celem niniejszej pracy było skonstruowanie drożdży zdolnych do efektywnej konwersji glicerolu do etanolu. Aby osiągnąć ten cel, przeprowadzono nadekspresje genów ADH1 i PDC1, kodujących odpowiednio dehydrogenazę alkoholową oraz dekarboksylazę pirogronianową oraz genów GCY1, DAK1, a także GUT1 i GPD1, kodujące odpowiednio dehydrogenazę glicerolu, kinazę dihydroksyacetonu, kinazę glicerolu oraz dehydrogenazę glicerolo-3-fosforanu. W wyniku tych manipulacji skonstruowano szczep WT/ADH1/PDC1 #98, który produkował nawet 5 g/l etanolu. Nadekspresja genów kodujących enzymy biorące udział w początkowych etapach katabolizmu glicerolu spowodowała wzrost produkcji etanolu odpowiednio do 10,41 g/l (szlak Gut-Gpd) i 10,71 g/l (szlak Gcy-Dak). To pozwala stwierdzić, że geny biorące udział w pierwotnych etapach katabolizmu glicerolu w komórkach drożdży O. polymorpha mają istotne znaczenie w konwersji glicerolu do etanolu. Ważną cechą skonstruowanych szczepów jest ich zdolność do produkcji etanolu nie tylko z czystej gliceryny, ale także z dwóch przeanalizowanych wzorców gliceryny odpadowej.

The problem of waste glycerol utilization which is accumulated in huge amounts during production of biodiesel is of great interest. The search for microorganisms capable of conversion of by-product glycerol to ethanol, is of great interest. Undoubtedly, the methylotrophic thermotolerant yeast O. polymorpha belongs to such very promising organisms. However, wild strains of this species produce too little amounts of ethanol from glycerol. Therefore, the aim of this work was to construct yeast capable of more effective conversion of glycerol to ethanol. To achieve this, overexpressing the ADH1 and PDC1 genes coding for the enzymes, alcohol dehydrogenase and pyruvate decarboxylase, and the GCY1, DAK1 genes, as well as GUT1 and GPD1, encoding glycerol dehydrogenase, dihydroxyacetone kinase, glycerol kinase and glycerol3-phosphate dehydrogenase, respectively. As a result of these manipulations, the WT/ADH1/PDC1 # 98 strain was constructed in the first stage produced up to 5 g/l of ethanol. In the next stage, the genes responsible for the initial stages of catabolism of glycerol were overexpressed. Overexpression of genes encoding mentioned enzymes of each pathway, resulted in an increase in ethanol production to 10,41 g/l and 10,71 g/l, respectively. This allows us to conclude that the genes involved in the primary stages of glycerol catabolism in O. polymorpha yeast cells are important in the conversion of glycerol to ethanol. It was found that these strains were characterized not only by improved production of ethanol from pure glycerol but also by elevated ethanol production from waste glycerol to ethanol, with high yield.
“Construction of Ogataea (Hansenula) polymorpha strains capable to efficient conversion of glycerol to ethanol”
Promotor: prof. dr hab. Andrzej Sybirny, 137 s.
Keywords: Drożdże Ogataea polymorpha; glicerol; inżynieria metaboliczna; biokonwersja; Yeast Ogataea polymorpha; glycerol; metabolic engineering; bioconversion