Jäst (primärt Saccharomyces cerevisiae och besläktade arter) visar markerad stamnivå-variation i socker metabolism, med djupgående implikationer för fermenteringsindustrier.
Kärnfermenterbara sockrar (brett utnyttjade)
- Glukos, fruktos: Direkta glykolytiska substrat; föredragna (katabolitrepression).
- Sackaros: Hydrolyseras av invertas (periplasmisk) → glukos + fruktos.
- Maltos, maltotrios: Transporteras via maltos permeas; hydrolyseras av maltas. Kritisk för bryggning (vört sammansättning).
- Galaktos: Leloir-vägen (GAL-gener); långsammare utnyttjande; galaktosemi-relevans.
Dåligt/icke-fermenterbara sockrar (Stamberoende)
- Xylos, arabinos: Pentoser; S. cerevisiae saknar inbyggda transportvägar/banor. Modifierade stammar (heterologa xylos reduktas/xylitol dehydroenas eller xylos isomeras vägar) möjliggör lignocellulosisk biobränsleproduktion.
- Laktos: Kräver laktos permeas + β-galaktosidas; finns i Kluyveromyces, modifierade S. cerevisiae.
- Raffinos, melibios: α-galaktosidasberoende; variabelt.
Miljömässig modylering
- Glukosrepression (katabolitrepression) hämmar alternativa sockerutnyttjande-gener.
- Syretillgänglighet: respiratorisk vs. fermentativ metabolism (Crabtree-effekt hos S. cerevisiae).
- pH, temperatur, näringsstatus (kväve, vitaminer) ändrar transportöruttryck och enzymkinetik.
Industriell stamselektion
- Bryggning: Hög maltotriosutnyttjande → attenuation; låg POF (fenolisk off-flavor).
- Vinbrytning: Fruktostolerans (sen fermentering); låg H₂S, fluktuerande syra produktion.
- Bioetanol: Xylos/arabinos ko-fermentation; inhibitor tolerans (furfural, HMF, acetat); termotolerans.
- Bageri: Snabb CO₂-produktion; osmotolerans (höga sockradegar).
Matchning av stamsockerfenotyp till substrat maximerar utbyte, hastighet och produktkvalitet.
