Descrição do Prompt

Um diagrama esquemático ilustrando a via metabólica de fermentação de Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), com foco no fluxo metabólico de glicose e ácido acético, o papel das enzimas-chave, alvos de modificação genética e regulação do metabolismo do glicerol. Os mecanismos principais incluem os seguintes componentes-chave: Vias Metabólicas Naturais (rótulos pretos): Apresenta o processo central da glicose sendo convertida em piruvato através da via da glicólise (envolvendo enzimas como HXK, PGI, PFK), que é então convertida em acetaldeído e etanol (catalisada pelas enzimas ADH e PDC). Também define claramente a via de síntese natural do glicerol—G-3P (gliceraldeído-3-fosfato) é catalisado por GPD1 (glicerol-3-fosfato desidrogenase 1 dependente de NAD) para produzir glicerol-3-fosfato, que é então desfosforilado por GPP (glicerol-3-fosfato fosfatase) para produzir glicerol, bem como o processo metabólico nativo do ácido acético gerando acetil-CoA através do desvio PDH. Alvos de Modificação Genética (oval amarelo + marca de cruz vermelha): Especifica os quatro genes que são sequencialmente inativados: GPD1, ALD6, NDE1 e NDE2. A inativação de GPD1 bloqueia diretamente a etapa chave na síntese natural de glicerol, reduzindo o consumo de NADH na síntese de glicerol; a inativação de ALD6 quebra o ciclo fútil do ácido acético, e a inativação de NDE1/NDE2 restringe a oxidação mitocondrial de NADH. Os três enriquecem sinergicamente o NADH intracelular para apoiar a síntese de etanol. Introdução de Enzimas Heterólogas (rótulo vermelho em oval amarelo): Mostra o sítio de integração da acetaldeído desidrogenase acetilante dependente de NADH (SeEutE) de Salmonella enterica. Esta enzima medeia a conversão de acetil-CoA em acetaldeído e etanol, alcançando a utilização sinérgica do ácido acético, e forma um equilíbrio de oxidação de NADH com o GPD2 retido (não inativado), evitando o desequilíbrio osmótico causado pelo bloqueio completo da síntese de glicerol. Rotulagem de Nós Metabólicos Chave: Destaca o ciclo fútil do ácido acético (destacado em quadrados azuis), apresentando claramente a via de síntese do glicerol como um subproduto natural da fermentação e o redirecionamento do fluxo metabólico após a modificação; esclarece as relações de fluxo dos intermediários do metabolismo da glicose (F6-P, F1,6-DP, G-3P, etc.), produtos finais (etanol, glicerol) e coenzimas (NAD/NADH), elucidando a lógica central de "reduzir a produção de glicerol e aumentar o rendimento de etanol" após a modificação, bem como o mecanismo de associação entre a regulação do equilíbrio redox e a otimização da eficiência da fermentação.