基于代谢调控提高克雷伯菌HQ-3利用有机废弃物生产氢气的研究

发布时间：2021-03-19 18:02

　　随着石化能源枯竭、环境污染和资源匮乏等问题的日益突出，氢能作为一种环境友好的可替代能源受到了人们的普遍关注。暗发酵制氢具有产氢速度快、反应条件温和、设备简单，以及能够利用可再生有机废弃物等特点，具有广阔发展前景，成为目前生物制氢的重要研究方向。然而，野生菌的产氢效率低，发酵成本高等缺陷一直制约着暗发酵制氢的工业化。为此，研究产氢机理和调控产氢代谢相关途径成以提高厌氧暗发酵细菌产氢能力成为当前研究热点。克雷伯菌具有易于培养、底物适应性强、产氢效率高等优点，具有厌氧产氢潜力。本研究以克雷伯野生菌Klebsiella sp. HQ-3及本实验室已构建的敲除了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因ppc的工程菌HQ-3-P为出发菌株，通过过表达甲酸氢裂解途径、NADH途径中的正向调控因子和辅酶因子，构建高效重组菌株，并对产氢效率最高的重组菌的发酵条件进行了优化。此外，还探讨了以油脂抽提藻渣的酶解液为碳源暗发酵产氢。为进一步开发基于克雷伯菌暗发酵产氢提供有益探索。主要研究内容和结果摘要如下：1.构建同源过表达代谢调控因子和辅酶因子的高效重组菌。以克雷伯菌Klebsiella sp. HQ-3基因组DNA为模... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

肠杆菌产氢机制中的甲酸裂解途径和NADH途径Fig.1.1SchematicdiagramforH2productionviatheformatepathwayandNADHpathwayinE.

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文8图1.2 三种与产氢相关的酶Fig. 1.2 The three main hydrogen-evolving enzymes氢酶中与产氢相关的酶主要分为固氮酶、吸氢酶和双向氢酶（如图1.2）。在厌氧发酵菌中，E.coli 氢酶基因研究的最为深入，它包含四种氢酶基因：hyd1、hyd2、hyd3、hyd4，且都属于[NiFe]氢酶[39]，其中hyd3属于产氢酶，是甲酸氢裂解酶（FHL）的一部分，在厌氧状态下，hyd3与甲酸脱氢酶（FDH-H）结合，在非能量耦合情况下产氢。而hyd1、hyd2属于吸氢酶

1.5.2 发酵产氢代谢途径改造细菌发酵的代谢途径十分繁杂，如图1.3为肠杆菌厌氧发酵代谢途径，中间涉及很多催化酶，同时会产生多种代谢中间产物。图1.3 肠杆菌厌氧发酵代谢途径[60]Fig. 1.3 Metabolic pathway of E. aerogenes in anaerobic fermentation

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3089985