Введение. Пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae используют при изготовлении хлебобулочных изделий, пищевых и кормовых добавок, алкогольной ферментации и т.д. В биотехнологических процессах клетки дрожжей подвергаются действию значительного количества стрессовых факторов (высокая концентрация сахара и этанола, повышенная температура, высушивание или замораживание и прочие), что отрицательно влияет на их жизнеспособность. Дрожжи владеют определенными системами защиты от стресса, в частности накопление дисахарида трегалозы и продуцирование глицерина.
Проблематика. Усиление действия защитных систем дрожжей путем увеличения концентрации глицерина или трегалозы может способствовать большей стрессоустойчивости штаммов S. cerevisiae.
Цель. Конструирование рекомбинантных штаммов S. cerevisiae с повышенным уровнем накопления или продуцирования глицерина, а также оценка устойчивости полученных штаммов к ряду стрессовых факторов.
Материалы и методы. Трансформацию S. cerevisiae выполняли методом Li-Ac-PEG. Алкогольную ферментацию проводили при температуре 30 °С при перемешивании со скоростью 120 об/мин.
Результаты. На основании штамма S. cerevisiae BY4742 были сконструированы рекомбинантные штаммы с повышенным уровнем продуцирования глицерина (до 19 г/л). На основании промышленного штамма Y-563 как продуцента этанола было сконструировано рекомбинантные штаммы с повышенным в 3,3 раза внутриклеточным содержанием трегалозы. Определено резистентность полученных рекомбинантных штаммов к различным стрессовым факторам. Штамм BY/TPI25/gpd1gpp2f/fps1 с наивысшим уровнем продуцирования глицерина, имел наивысшую осмотолерантность. Штаммы BY/TPI25/gpd1gpp2f, 563/TSL1, 563/TPS1/2 и 563/TPS1/2/TSL1 имели повышенную жизнеспособность после замораживания-размораживания по сравнению с родительскими штаммами, но не проявляли большей стойкости к высушиванию. Рекомбинантный штамм 563/TPS1/2/TSL1 с высоким содержанием трегалозы проявлял более высокую активность при брожении сахара в сдобном тесте и дольше сохранял жизнеспособность при 35 °С, по сравнению с родительским штаммом Y-563.
Выводы. Сконструированные рекомбинантные штаммы S. cerevisiae могут использоваться в промышленных процессах, которые сопровождаются замораживанием-размораживанием клеток дрожжей или высоким осмотическим давлением в культуральной среде. Хлебопекарские дрожжи с повышенным внутриклеточным содержанием трегалозы имеют более длительный срок хранения.