Descripción del prompt

Un diagrama esquemático que ilustre la vía metabólica de fermentación de Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), centrándose en el flujo metabólico de la glucosa y el ácido acético, el papel de las enzimas clave, los objetivos de modificación genética y la regulación del metabolismo del glicerol. Los mecanismos centrales incluyen los siguientes componentes clave: Vías Metabólicas Naturales (etiquetas negras): Presenta el proceso central de la conversión de glucosa en piruvato a través de la vía de la glucólisis (que involucra enzimas como HXK, PGI, PFK), que luego se convierte en acetaldehído y etanol (catalizado por las enzimas ADH y PDC). También define claramente la vía de síntesis natural del glicerol: G-3-P (gliceraldehído-3-fosfato) es catalizado por GPD1 (glicerol-3-fosfato deshidrogenasa 1 dependiente de NAD) para producir glicerol-3-fosfato, que luego es desfosforilado por GPP (glicerol-3-fosfato fosfatasa) para producir glicerol, así como el proceso metabólico nativo del ácido acético que genera acetil-CoA a través del bypass de PDH. Objetivos de Modificación Genética (óvalo amarillo + marca de cruz roja): Especifica los cuatro genes que se eliminan secuencialmente: GPD1, ALD6, NDE1 y NDE2. La eliminación de GPD1 bloquea directamente el paso clave en la síntesis natural de glicerol, reduciendo el consumo de NADH en la síntesis de glicerol; la eliminación de ALD6 rompe el ciclo fútil del ácido acético, y la eliminación de NDE1/NDE2 restringe la oxidación mitocondrial de NADH. Los tres enriquecen sinérgicamente el NADH intracelular para apoyar la síntesis de etanol. Introducción de Enzimas Heterólogas (etiqueta roja en óvalo amarillo): Muestra el sitio de integración de la acetaldehído deshidrogenasa acetilante dependiente de NADH (SeEutE) de Salmonella enterica. Esta enzima media la conversión de acetil-CoA a acetaldehído y etanol, logrando la utilización sinérgica del ácido acético, y forma un equilibrio de oxidación de NADH con la GPD2 retenida (no eliminada), evitando el desequilibrio osmótico causado por el bloqueo completo de la síntesis de glicerol. Etiquetado de Nodos Metabólicos Clave: Destaca el ciclo fútil del ácido acético (resaltado en cuadrados azules), presentando claramente la vía de síntesis del glicerol como un subproducto natural de la fermentación y la redirección del flujo metabólico después de la modificación; aclara las relaciones de flujo de los intermedios del metabolismo de la glucosa (F6-P, F1,6-DP, G-3-P, etc.), los productos finales (etanol, glicerol) y las coenzimas (NAD/NADH), elucidando la lógica central de "reducir la producción de glicerol y aumentar el rendimiento de etanol" después de la modificación, así como el mecanismo de asociación entre la regulación del equilibrio redox y la optimización de la eficiencia de la fermentación.