Yeast chemogenomic screen identifies distinct metabolic pathways required to tolerate exposure to phenolic fermentation inhibitors ferulic acid, 4-hydroxybenzoic acid and coniferyl aldehyde
Notice bibliographique
Résumé
The conversion of plant material into biofuels and high value products is a two-step process of hydrolysing plant lignocellulose and next fermenting the sugars produced. However, lignocellulosic hydrolysis not only frees sugars for fermentation it simultaneously generates toxic chemicals, including phenolic compounds which severely inhibit yeast fermentation. To understand the molecular basis of phenolic compound toxicity, we performed genome-wide chemogenomic screens in Saccharomyces cerevisiae to identify deletion mutants that were either hypersensitive or resistant to three common phenolic compounds found in plant hydrolysates: coniferyl aldehyde, ferulic acid and 4-hydroxybenzoic acid. Despite being similar in structure, our screen revealed that yeast utilizes distinct pathways to tolerate phenolic compound exposure. Furthermore, although each phenolic compound induced reactive oxygen species (ROS), ferulic acid and 4-hydroxybenzoic acid-induced a general cytoplasmic ROS distribution while coniferyl aldehyde-induced ROS partially localized to the mitochondria and to a lesser extent, the endoplasmic reticulum. We found that the glucose-6-phosphate dehydrogenase enzyme Zwf1, which catalyzes the rate limiting step of pentose phosphate pathway, is required for reducing the accummulation of coniferyl aldehyde-induced ROS, potentially through the sequestering of Zwf1 to sites of ROS accumulation. Our novel insights into biological impact of three common phenolic inhibitors will inform the engineering of yeast strains with improved efficiency of biofuel and biochemical production in the presence hydrolysate-derived phenolic compounds.
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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) | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».