haku: @instructor Richard, Peter / yhteensä: 3
viite: 1 / 3
« edellinen | seuraava »
| Tekijä: | Wang, Jasmin |
| Työn nimi: | Characterization and engineering of hexaric and hexuronic acid pathways in fungal microorganisms |
| Heksaari- ja heksuronihapporeittien karakterisointi ja muokkaus mikrosienissä | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (8) + 70 s. + liitt. 11 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Kemian tekniikan korkeakoulu |
| Oppiaine: | Biotekniikka ja elintarviketekniikka (KE3002) |
| Valvoja: | Frey, Alexander |
| Ohjaaja: | Richard, Peter |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201606172520 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4064 | Arkisto |
| Avainsanat: | D-galacturonic acid galactaric acid citrus peel filamentous fungi Aspergillus niger CRISPR/Cas9 D-galakturonihappo galaktaarihappo sitruskuoret filamenttihome homologinen rekombinaatio |
| Tiivistelmä (fin): | Sitrusmehun tuotannossa ja sokerijuurikkaan käsittelyssä muodostuu runsaasti pektiiniä sisältävää jätettä, jota pääsääntöisesti käytetään rehuna. Elintarviketeollisuus käyttää myös sitrushedelmien kuorista valmistettua pektiiniä hyytelöimisaineena. Pektiinin pääkomponentti on D-galakturonihappo. Filamenttihome Aspergillus niger kykenee luonnostaan hydrolysoimaan pekniitiä ja katabolisoimaan galakturonihapon pyruvaatiksi ja glyseroliksi. Näin ollen runsaasti pektiiniä sisältävät jätteet voisivat tarjota taloudellisesti kannattavan vaihtoehdon arvokkaiden tuotteiden, esimerkiksi galaktaarihapon, valmistukselle. Galaktaarihapolla on monia potentiaalisia sovelluksia polymeerisynteesissä. Geenimuokatulla A. niger -homeella voidaan tuottaa galaktaarihappoa, mutta home myös kykenee katabolisoimaan galaktaarihappoa, mikä alentaa saantoa. Galaktaarihapon kataboliareitti A. niger -homeessa ei kuitenkaan ole tunnettu. Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää galaktaarihapon kataboliareitti, karakterisoida reittiin kuuluvat entsyymit ja konstruoida galaktaarihappoa tuottava A. niger -kanta. Tässä työssä tutkittiin kahdeksan geeniä, jotka ovat mahdollisesti osana galaktaarihapon kataboliareittiä. Nämä geenit deletoitiin villityyppikannasta ATCC 1015 käyttämällä CRISPR/Cas9-teknologiaa. Parhaimman tiedon mukaan tämä on ensimmäinen raportti, jossa on käytetty in vitro gRNA:ta onnistuneesti geenien deletoimiseen CRISPR/Cas9 genomin muokkaustekniikalla. Kolme tutkituista geeneistä, 39114, 1090836 ja 1121140, todettiin olevan osana kataboliareittiä. Deletoimalla geenit gaaA ja 39114, jotka ovat galakturoni- ja galaktaarihapon kataboliareiteissä, ja ekpressoimalla heterologinen uhd geeni A. niger - homeessa, saatiin deltagaaA udh delta9114 kanta, joka tuotti nestekasvatuksessa 4.3 +- 0.2 g/l galaktaarihappoa galakturonihaposta. Kiintoaine- ja nestekasvatuksessa käytettäessä sitrushedelmien kuorijätettä substraattina kanta tuotti 15.4 +- 0.6 ja 82.3 +- 3.9 mg galaktaarihappoa/g sitrushedelmien kuorijäte kuivapainona. |
| Tiivistelmä (eng): | Citrus juice production and sugar beet processing produce pectin-rich residues which are mainly used as animal feed. Food industry also uses pectin produced from citrus peel as gelling agent. The main constituent of pectin is D-galacturonic acid. The filamentous fungus Aspergillus niger is naturally capable of hydrolyzing pectin and it can catabolize galacturonic acid through pyruvate and glycerol. Hence, pectin-rich residues could provide a cost effective alternative for producing value-added products, for example, galactaric acid which has many potential applications in polymer synthesis and as a platform chemical. Galactaric acid could be produced by engineered A. niger. However, the acid is catabolized by the mould resulting in the lowered yield. This catabolic pathway of galactaric acid is still not known. The objectives of the Master's thesis were to unravel the pathway for galactaric acid catabolism, characterize the proteins and construct a galactaric acid producing A. niger strain. In this study, eight potential genes involved in the catabolic pathways were investigated. The genes were deleted from the wild-type strain ATCC 1015 utilizing CRISPR/Cas9 technology, and galactaric acid utilization of the resulting mutant strains was investigated. To the best of my knowledge, this is the first report of using in vitro gRNA successfully in A. niger for targeted gene deletion by the CRISPR/Cas9 genome editing tool. Three of the investigated genes, 39114, 1090836 and 1121140, were concluded to be involved in the pathway. Blocking galacturonic and galactaric acid pathways by deleting genes gaaA and 39114, respectively, and expressing a heterologous gene udh, A. niger deltagaaA udhdelta39114 was able to pruce 4.3 +- 0.2 g/l galactaric acid from galacturonic acid in submerged fermentation. In solid-state and submerged fermentation, the strain produced 15.4 +- 0.6 and 82.3 +- 3.9 mg galactaric acid/g citrus processing waste on dry mass basis, respectively. |
| ED: | 2016-07-17 |
INSSI tietueen numero: 53952
+ lisää koriin
« edellinen | seuraava »
INSSI