Mechanism of imidazolium ionic liquids toxicity in Saccharomyces cerevisiae and rational engineering of a tolerant, xylose-fermenting strain
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Imidazolium ionic liquids (IILs) underpin promising technologies that generate fermentable sugars from lignocellulose for future biorefineries. However, residual IILs are toxic to fermentative microbes such as Saccharomyces cerevisiae, making IIL-tolerance a key property for strain engineering. To enable rational engineering, we used chemical genomic profiling to understand the effects of IILs on S. cerevisiae. RESULTS: We found that IILs likely target mitochondria as their chemical genomic profiles closely resembled that of the mitochondrial membrane disrupting agent valinomycin. Further, several deletions of genes encoding mitochondrial proteins exhibited increased sensitivity to IIL. High-throughput chemical proteomics confirmed effects of IILs on mitochondrial protein levels. IILs induced abnormal mitochondrial morphology, as well as altered polarization of mitochondrial membrane potential similar to valinomycin. Deletion of the putative serine/threonine kinase PTK2 thought to activate the plasma-membrane proton efflux pump Pma1p conferred a significant IIL-fitness advantage. Conversely, overexpression of PMA1 conferred sensitivity to IILs, suggesting that hydrogen ion efflux may be coupled to influx of the toxic imidazolium cation. PTK2 deletion conferred resistance to multiple IILs, including [EMIM]Cl, [BMIM]Cl, and [EMIM]Ac. An engineered, xylose-converting ptk2∆ S. cerevisiae (Y133-IIL) strain consumed glucose and xylose faster and produced more ethanol in the presence of 1 % [BMIM]Cl than the wild-type PTK2 strain. We propose a model of IIL toxicity and resistance. CONCLUSIONS: This work demonstrates the utility of chemical genomics-guided biodesign for development of superior microbial biocatalysts for the ever-changing landscape of fermentation inhibitors.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».