Zymomonas mobilis

Короткие палочки (2-6 мкм в длину, 1-1,5 в толщину), встречаются одиночно или попарно, иногда образуют цепочки и скопления. Бактерия толерантна к высоким концентрациям этанола, что может быть связано с высоким содержанием гопаноидов в мембране; оптимум pH — 3-4, оптимум температуры — 25-30°C. Нуждается в растворимых углеводах (глюкоза, фруктоза, для многих штаммов сахароза), не может расти на мальтозе или мальтотриозе, дикий тип не способен окислять пятиатомные сахара. Способна развиваться при высоких концентрациях глюкозы (20-40%), но рост заметно замедляется. Не растет при концентрации NaCl выше 2% (многие штаммы уже при 1%). Не развивается при концентрации SO₂ выше 0,075%. Способны усваивать азот в форме хлорида аммония. ^[3]

Разлагает углеводы по пути Энтнера-Дудорова до ПВК, которая затем расщепляется до этанола и углекислого газа, суммарное уравнение совпадает с таковым у дрожжей:

С₆Н₁₂О₆ + 2АДФ + 2Н₃РО₄ → 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 2АТФ

При попадании в среду кислорода, часть этанола окисляется до ацетальдегида, увеличивается выход побочных продуктов: ацетоина, уксусной кислоты, молочной кислоты, глицерина.

Преимущества Zymomonas mobilis как производителя этанола:

• Большая скорость преобразования и коэффициент использования сахаров (в некоторых опытах до 100%)^[4]
• Небольшая биомасса
• Толерантность к высоким концентрациям этанола
• Не требуется строгий контроль содержания кислорода в среде (отсутствует Эффект Пастера)

При производстве этанола из древесины возникают сложности: как уже упоминалось, дикий тип не способен расти на пятиатомных сахарах (ксилоза, арабиноза), некоторые продукты гидролиза лигноцеллюлозы (фенолы) ингибируют рост данных бактерий. Эти сложности побуждают исследователей выводить новые штаммы, способные сбраживать ксилозу и устойчивые к действию ингибиторов.^[5]

Геном штамма ZM4 был полностью секвенирован, он содержал 2 056 416 пар нуклеотидов и 1 998 открытых рамок считывания. Секвенирование подтвердило, что Zymomonas mobilis не способен осуществлять гликолиз.^[6]