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光合细菌fdxN表达调控论文在Int J Hydrogen Energy 在线发表


2018-08-05

      光合细菌生物制氢技术能够将有机废水的处理和能源制备有效地结合,被认为是一种最具发展潜力的生物制氢方式。然而,相对较低的产氢速率是限制其规模化的主要瓶颈之一。固氮酶作为产氢关键酶,其活性与细菌产氢性能息息相关。目前的研究报道多是针对敲除与产氢竞争的代谢途径以增加电子流向固氮酶的量,而忽略了拓展电子流向固氮酶的路径。        

       本文以课题组筛选的高产氢活性菌株R.sphaeroides HY01为模型菌株,用固氮酶电子供体铁氧化还原蛋白FdI编码基因fdxN替换竞争途径吸氢酶的结构基因hupSL,从而实现了固氮酶产氢电子流的数量和速率的同时提高。通过测试fdxN过表达、缺失、异位表达的基因工程菌的产氢性能,作者发现FdI蛋白含量限制了产氢电子传递链的效率,而过量表达fdxN基因可以显著提高细菌产氢速率。敲除吸氢酶途径和过量表达FdI蛋白可以协同提高产氢性能。此外,在高接种量条件下fdxN过表达菌株的优势更加明显。该研究揭示了产氢电子传递链的限速步骤,为通过优化代谢途径以提高光合发酵产氢速率探索出一条新途径。

   Hongyu Ma, Xiaojing Zheng, Honghui Yang*. Enhancement on hydrogen production performance of Rhodobacter sphaeroides  

HY01 by overexpressing fdxN. Int J Hydrogen Energy, 2018, 43(36): 17082-17090 https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.07.101 



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