A biomassa lignocelulósica é uma matéria-prima renovável para a produção de diversos produtos químicos e combustíveis de alto valor agregado. Em geral, xilose e glicose são os principais açúcares em hidrolisados de biomassa, e sua utilização eficiente por microrganismos é fundamental para um processo de produção econômico. Leveduras capazes de co-consumir açúcares mistos podem levar a maiores rendimentos e produtividades em processos de fermentação industrial. Ensaio de evolução adaptativa com a levedura fermentadora de xilose Spathaspora passalidarum foi realizado para se obter clones derivados com capacidades aprimoradas de co-consumo de glicose e xilose. As cepas adaptadas foram obtidas após seleção de crescimento sucessiva usando xilose e o análogo de glicose não metabolizado 2-desoxi-D-glicose (2-DOG) como pressão seletiva. A capacidade de co-fermentação da linhagem evoluída e parental foi avaliada em açúcares puros e misturas de xilose-glicose. Os resultados revelaram uma melhor capacidade de co-assimilação pela cepa evoluída. O resequenciamento do genoma da cepa evoluída revelou genes afetados por mutações não sinônimas que podem estar envolvidas com o fenótipo de co-consumo, incluindo o gene HXT2.4 que codifica um suposto transportador de glicose em S. passalidarum. Para validar a funcionalidade do HXT2.4 mutante, este e o gene nativo foram expressos na levedura Saccharomyces cerevisiae. Ensaios de crescimento e fermentativo com as leveduras transformadas demonstraram que a expressão do HXT2.4 mutante permitiu a co-assimilação de glicose e xilose pelas células, enquanto o gene nativo transporta somente glicose. Dessa forma, um novo transportador de glicose de S. passalidarum e seu correspondente mutado capaz de transportar glicose e xilose foram identificados. A sequencia do transportador HXT2.4 nativo e as mutações encontradas na versão capaz de fazer o co-transporte de glicose e xilose são disponibilizados.
Lignocellulosic biomass is a renewable raw material for producing various chemical products and high-value-added fuels. In general, xylose and glucose are the main sugars in biomass hydrolysates, and their efficient use by microorganisms is essential for an economical production process. Yeasts capable of co-consuming mixed sugars can lead to higher yields and productivity in industrial fermentation processes. Adaptive evolution assay with the xylose-fermenting yeast Spathaspora passalidarum was performed to obtain derived clones with enhanced glucose and xylose co-consumption capabilities. Adapted strains were obtained after successive growth selection using xylose and the unmetabolized glucose analog 2-deoxy-D-glucose (2-DOG) as a selective pressure. The co-fermentation capacity of the evolved and parental strain was evaluated in pure sugars and xylose-glucose mixtures. The results revealed a better co-assimilation capacity by the evolved strain. Genome resequencing of the evolved strain revealed genes affected by non-synonymous mutations that may be involved with the co-consumption phenotype, including the HXT2.4 gene that encodes a putative glucose transporter in S. passalidarum. To validate the functionality of the mutant HXT2.4, this and the native gene were expressed in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Growth and fermentation assays with the transformed yeasts showed that the expression of the mutant HXT2.4 allowed the co-assimilation of glucose and xylose by the cells, while the native gene transports only glucose. In this way, a new glucose transporter from S. passalidarum and its mutated counterpart capable of transporting glucose and xylose were identified. The sequence of the native HXT2.4 transporter and the mutations found in the version capable of co-transporting glucose and xylose are available