理解热纤梭菌中的底物转运与代谢以提高生物燃料产量

内容形式：摘要译文

作为一种纤维素降解专性微生物，热纤梭菌（Clostridium thermocellum）主要发酵纤维素及其降解产物。然而，人们对其底物范围的完整情况仍知之甚少。本研究考察了热纤梭菌转运和代谢多种替代碳源底物的能力。我们采用四唑染料测定法，评估野生型（WT）热纤梭菌（菌株 LL1004）转运和代谢 190 种不同底物的能力，并筛选出 18 种阳性底物和 27 种假阳性底物。基于这些结果，我们选取 22 种底物，以每升 10 g 替代底物加 1 g 纤维二糖的条件，对野生型菌株进行批次发酵。我们发现，其中 8 种底物被完全或部分消耗（纤维二糖、葡萄糖、果糖、山梨醇、熊果苷、海藻酮糖、丙酮酸、葡萄糖-6-磷酸）；2 种发生了相互转化（苹果酸、富马酸）；7 种可能转化为尚未鉴定的发酵产物（木糖、山梨糖、塔格糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、岩藻糖）；另有 5 种未被消耗（甘油、乙酸、乳酸、丙酸、木糖醇）。山梨醇和丙酮酸的还原程度分别高于和低于纤维二糖，因此我们选取这两种底物，进一步分析其对氧化还原平衡和产物生成的影响。以山梨醇和丙酮酸为底物的批次发酵结果表明，热纤梭菌的乙醇生成在一定程度上可能受还原当量可用性的限制。总体而言，本研究表明，替代碳源底物可作为扰动代谢、氧化还原平衡及发酵产物分布的工具，从而加深我们对热纤梭菌等厌氧嗜热细菌代谢的理解，并推动生物燃料的生产和

目标生化产品

关键词：热纤梭菌 · 底物转运 · 碳源代谢 · 厌氧发酵 · 生物燃料产量

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.15.759513v1?rss=1