五碳糖的利用是生物质资源转化为燃料和化工产品的重要瓶颈之一。阿拉伯糖是一种重要的五碳糖，是生物质中含量位于第三位的碳水化合物，仅次于葡萄糖和木糖，对阿拉伯糖的有效利用是控制生物炼制成本实现经济化的必要因素之一。然而，常用的微生物酿酒酵母并不能利用阿拉伯糖，通过现代代谢工程手段对酿酒酵母进行分子改造以实现阿拉伯糖的发酵利用是近年来国内外的研究热点。通过特定的转运蛋白将糖分子由细胞外转运到细胞内是实现阿拉伯糖发酵利用的第一步，因此克隆鉴定阿拉伯糖转运蛋白则成为五碳糖利用必不可少的关键环节。
中国科学院天津工业生物技术研究所研究员田朝光带领团队和德国慕尼黑工业大学教授Benz合作，克隆鉴定了来自丝状真菌的两个阿拉伯糖转运蛋白LAT-1和MtLAT-1，并对其生化性质进行了系统研究，分析测定了LAT-1和MtLAT-1的转运底物谱，以及对阿拉伯糖分子的亲和力(Km)、转运阿拉伯糖分子的最大转运速率(Vmax)、转运能量类型和抗葡萄糖抑制能力。结果发现，LAT-1和MtLAT-1属于质子共转类型(Symporter)，其最大转运速率(Vmax)是迄今为止报道的最大值，并且具有良好的抗葡萄糖抑制能力。在过表达LAT-1和MtLAT-1后，重组酵母在阿拉伯糖上的生长速度和乙醇产量与对照菌株相比均有所提高。该研究发现的阿拉伯糖转运蛋白LAT-1和MtLAT-1，是下一步五碳糖发酵代谢工程改造的重要操作靶点，对未来实现阿拉伯糖的有效转化奠定了重要基础。
该研究得到国家自然科学基金(31171207，31471186)等科技计划项目资助。相关研究成果发表在微生物领域主流期刊Applied Environmental Microbiology，中科院天津工生所的博士研究生李金根为论文第一作者。
阿拉伯糖转运蛋白在酿酒酵母中的表达（两个蛋白均正确定位在细胞膜）
两个转运蛋白阿拉伯糖转运速率测定（左：LAT-1， 右：MtLAT-1）
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