五碳糖的利用是生物質資源轉化為燃料和化工產品的重要瓶頸之一。阿拉伯糖是一種重要的五碳糖，是生物質中含量位于第三位的碳水化合物，僅次于葡萄糖和木糖，對阿拉伯糖的有效利用是控制生物煉制成本實現經濟化的必要因素之一。然而，常用的微生物釀酒酵母并不能利用阿拉伯糖，通過現代代謝工程手段對釀酒酵母進行分子改造以實現阿拉伯糖的發酵利用是近年來國內外的研究熱點。通過特定的轉運蛋白將糖分子由細胞外轉運到細胞內是實現阿拉伯糖發酵利用的第一步，因此克隆鑒定阿拉伯糖轉運蛋白則成為五碳糖利用必不可少的關鍵環節。
中國科學院天津工業生物技術研究所研究員田朝光帶領團隊和德國慕尼黑工業大學教授Benz合作，克隆鑒定了來自絲狀真菌的兩個阿拉伯糖轉運蛋白LAT-1和MtLAT-1，并對其生化性質進行了系統研究，分析測定了LAT-1和MtLAT-1的轉運底物譜，以及對阿拉伯糖分子的親和力(Km)、轉運阿拉伯糖分子的最大轉運速率(Vmax)、轉運能量類型和抗葡萄糖抑制能力。結果發現，LAT-1和MtLAT-1屬于質子共轉類型(Symporter)，其最大轉運速率(Vmax)是迄今為止報道的最大值，并且具有良好的抗葡萄糖抑制能力。在過表達LAT-1和MtLAT-1后，重組酵母在阿拉伯糖上的生長速度和乙醇產量與對照菌株相比均有所提高。該研究發現的阿拉伯糖轉運蛋白LAT-1和MtLAT-1，是下一步五碳糖發酵代謝工程改造的重要操作靶點，對未來實現阿拉伯糖的有效轉化奠定了重要基礎。
該研究得到國家自然科學基金(31171207，31471186)等科技計劃項目資助。相關研究成果發表在微生物領域主流期刊Applied Environmental Microbiology，中科院天津工生所的博士研究生李金根為論文第一作者。
阿拉伯糖轉運蛋白在釀酒酵母中的表達（兩個蛋白均正確定位在細胞膜）
兩個轉運蛋白阿拉伯糖轉運速率測定（左：LAT-1， 右：MtLAT-1）
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