纤维素乙醇的研究近年来备受关注,为了提高纤维素水解物中主要糖类葡萄糖和木糖的利用,针对提高酿酒酵母菌株木糖利用能力及葡萄糖木糖共利用方面的课题得到大家广泛重视。木酮糖激酶催化木酮糖转化为5-磷酸木酮糖,是木糖代谢进入下游磷酸戊糖途径的节点步骤,对木糖代谢具有很重要作用,而天然酿酒酵母木酮糖激酶活性很低,无法满足木糖代谢的需求。本研究中着重从构效关系角度研究木酮糖激酶,借助分子对接对不同源木酮糖激酶与底物的结合情况进行分析,为该酶的理性改造提供靶点。本研究中比较了含有不同来源木酮糖激酶基因的酿酒酵母菌株,发酵结果显示不同来源木酮糖激酶其活性存在较大差异,含有毕赤酵母来源木酮糖激酶的菌株木糖消耗最快,且乙醇得率为0.38 g/g,热带念珠菌来源的木酮糖激酶活性最弱,相应的木糖代谢能力也低于其他菌株。通过分子对接对酶与底物结合能力分析,发现酶活高低与酶和底物ATP的结合能力有关,结合能越高,酶活性越高,而热带念珠菌来源的木酮糖激酶较为特殊,其酶与ADP的结合能显著高于其他酶,为了验证与ADP的过高结合是否对酶活有抑制作用,选定与ADP有较强结合能的502位赖氨酸作为突变靶点,点突变后菌株smh-94(K502D)较原始菌株在木糖利用能力方面有很大提高,木糖利用速率是原始菌株的2.3倍,乙醇得率也从原来的0.11 g/g提高到0.39 g/g。对保守区氨基酸位点的突变没有得到理想的突变体,表明这些位点对酶与底物结合及酶活性的发挥起到至关重要的作用,同时也印证了分子对接结果的可信性。针对木糖和葡萄糖的同步利用问题,尝试通过代谢偶联调控葡萄糖和木糖的利用,敲除磷酸戊糖途径中的RPE1初步实现了葡萄糖和木糖的同步利用,木糖利用的量约为葡萄糖利用量的十分之一。