产氢微生物在不同pH条件下差异表达蛋白功能分析

发布时间：2018-05-17 23:36

  本文选题：暗发酵 + 最佳恒定pH值　； 参考：《哈尔滨理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：厌氧暗发酵制氢技术是一种较为高效的微生物制氢技术,该技术具有产氢效率高、制氢效果稳定、易于工业化生产等特点,并且将除废和产能有机地结合在一起,因而开展厌氧发酵微生物的研究具有重要意义。本实验在温度为35℃条件下,设定pH 5.5、p H 6.0、p H 6.5、p H 7.0、p H 7.5五种不同p H值梯度条件,通过微生物发酵罐p H值的自动控制系统,使产氢菌在培养过程中维持恒定的p H值,研究在间歇产氢微生物发酵罐中不同恒定p H条件对产氢菌产氢性能的影响,并分析不同培养时间发酵液生物量及残余还原糖浓度的变化规律。本研究分别选取pH5.5和p H6.5培养条件下产氢速率最大时期的产氢菌进行蛋白质鉴定,对差异表达蛋白质进行数据检索和对比分析,获得微生物产氢代谢相关的功能蛋白质信息,并分析了差异表达蛋白质在微生物产氢代谢中可能的作用机制。微生物产氢发酵罐的恒定pH值控制研究结果表明,在p H值为5.5的条件下,微生物发酵的累计产气量为5940mL/L,累计产氢量为1872mL/L。氢气含量为31.5%。在p H值为6.5条件下,累计产氢量为3412 mL/L,累计产氢量最高,氢气含量为33.3%。同时发酵液中残余还原糖浓度由22g/L降至3.52g/L,还原糖的利用率最高为84%,该菌种的最适产氢p H条件为p H 6.5。在p H值为pH 7.5条件下,累计产气量为4829m L/L,累计产氢量为1046m L/L,氢气含量为21.6%。利用双向电泳技术获取p H 5.5和p H 6.5两组不同恒定p H条件下产氢性能最优、速率最快时,产氢微生物差异蛋白质的表达谱图。使用Image Master6.0程序软件对数据进行统计分析,对两组实验统计学重复的点进行匹配,对匹配后差异蛋白质点的表达丰度变化比较分析,获得了63个显著变化的差异表达蛋白质点,其中有34个上调的差异表达蛋白质点和29个下调差异表达蛋白质点。将上述蛋白质斑点进行质谱鉴定,再通过NCBI等数据库进行检索,确定差异表蛋白质的种类和名称。检索到29种差异表达蛋白质点,其中21上调表达的差异表达蛋白质点,8种下调表达的差异表达蛋白质点。根据蛋白质鉴定结果,对每种蛋白质进行查询检索,并根据蛋白质功能进行分类,其中与基因编码有关的蛋白质有15种;与糖酵解有关的蛋白质3种;与细胞分裂有关的的蛋白质有2种;与产氢菌产氢途径代谢有关的蛋白质有2种:丙酮酸黄素氧化还原蛋白和核黄素合成酶。丙酮酸黄素氧化还原酶直接参加微生物产氢厌氧发酵代谢过程中丙酮酸脱羧途径的催化反应,丙酮酸黄素氧化还原酶表达量上调有明显加速微生物产氢的作用,且效果显著。而核黄素合成酶通过间接地方式,可以合成核黄素(脱氢酶),核黄素合成酶表达量上调也可能是提高产氢量的因素之一。产氢微生物产氢过程中重要蛋白质的鉴定及其功能分析,为微生物产氢机理的研究提供了重要的研究基础。
[Abstract]:Anaerobic dark fermentation hydrogen production technology is a more efficient microbial hydrogen production technology. The technology has the characteristics of high hydrogen production efficiency, stable hydrogen production effect, easy industrial production, and organically combines waste removal and production capacity. Therefore, the study of anaerobic fermentation microorganisms is of great significance. Under the condition of 35 鈩，

本文编号：1903390