Molecular basis for ethyl acetate production and sulfonate transport in the yeast Saccharomyces cerevisiae

Promovendus/a: Sylvester Holt

Promotor(en): Prof. dr. Johan Thevelein, Mevrouw Maria Remedios Foulquié Moreno

Ethylacetaat is een veelvuldig gebruikt organisch solvent dat een ongewenste oplosmiddelachtige smaakafwijking kan veroorzaken tijdens het brouwen van bier. In deze studie hebben we twee genen geïdentificeerd die verantwoordelijk zijn voor de variatie in ethylacetaat productie bij een Saccharomyces cerevisiae giststam waar Atf1, een gen met een belangrijke rol tijdens ethylacetaat productie, gedeleteerd is. Eén van deze twee superieure genen is een nieuw enzym, specifiek voor ethylacetaat productie. De mutaties, aanwezig in deze genen, zijn aangebracht in andere giststammen en hun effect is bevestigd in fermentaties. Deze genen kunnen gebruikt worden voor de ontwikkeling van nieuwe brouwstammen die zorgen voor een verbeterd aromaprofiel van bier, zijnde een minder oplosmiddel- en meer fruitig, “banaan”-achtig profiel.

Naast de bakkersgist Saccharomyces cerevisiae, kunnen andere gistsoorten gebruikt worden voor de verbetering van het aromaprofiel van bier. Deze worden ook wel de niet-conventionele gistsoorten genoemd. De stammen van de soort Pichia kluyverii waren zeer beloftevol omdat ze grote hoeveelheden isoamylacetaat produceerden, wat resulteert in een fruitig en ‘banaan’- achtig aroma.

In de tweede pijler van dit onderzoeksproject werden nieuwe transporters voor zwavelhoudende stoffen geïdentificeerd. Zwavel is samen met koolstof, stikstof en fosfaat een essentieel nutriënt voor de groei van gist. We hebben aangetoond dat Soa1 de laatste ongekende transporter van inorganisch zwavel (sulfaat, sulfiet en thiosulfaat) is in het S. cerevisiae genoom. Soa1 is een onderdeel van een geheel nieuwe familie van transporters die aanwezig zijn in allerlei fungi. Verrassend genoeg blijken deze transporters als enige verantwoordelijk te zijn voor de opname van sulfonaten en sulfaatesters, de belangrijkste bron van zwavel in de bodem van bossen, waaruit gisten en andere fungi frequent geïsoleerd worden. Deze kennis zal het onderzoek naar de genetische verschillen onder fungi in ecologisch relevante niches ten goede komen.