Metabolic Engineering to Improve Biohydrogen Production by Rhodobacter capsulatus JP91
La demande pour l'énergie augmente de jour en jour, ce qui se traduit par une attention mondiale à l'égard d'autres carburants respectueux de l'environnement parce que les combustibles fossiles nuisent à l'environnement. La production biologique d'hydrogène est une méthode alternative pour la production d'hydrogène, grâce à laquelle elle est produite dans des conditions douces, respectueux de l'environnement. La production photo-biologique d'hydrogène par les bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses est un processus prometteur dans lequel les bactéries peuvent capturer de l'énergie lumineuse pour conduire la production d'H2 avec leur système de nitrogénase. Cependant, certaines voies métaboliques, tel que la fixation du CO2 et la biosynthèse du PHB, rivalisent avec la nitrogénase pour les électrons. Récemment, l'génie la métabolique a été appliqué pour améliorer le taux et le rendement de production d'H2. Le but de la présente étude était d'améliorer le rendement de la production d'H2 pendant la Photosynthèse par Rhodobacter capsulatus JP91 en utilisant des approches d'ingénierie métabolique. Notre hypothèse était que l'inactivation de PHB synthase (phbC) arrêterait la biosynthèse de PHB et dirigerait plus de flux des électrons dérivés du substrat vers la nitrogénase pour catalyser la production d’H2. Dans des études antérieures, des mutants dans la PHB synthase ont été développés dans d'autres bactéries photosynthétiques, y compris R. sphearoides et Rhodopseudomonas palustris mais pas Rhodobacter capsulatus. Dans cette étude, nous avons développé une nouvelle souche R. capsulatus RS15 doublement mutée (hupˉ, phbCˉ) qui était dérivée de R. capsulatus JP91 (hupˉ). Nos résultats montrent que la nouvelle souche, R. capsulatus RS15 pourrait croître dans différentes sources de carbone et d'azote. Notre mutant a une longue phase de décalage. Cependant, une foi démarrée, lorsqu'elle atteignait la phase logarithmique, sa croissance était similaire à ce de la souche parentale. À partir des résultats de la production d’hydrogène, la souche RS15 nouvellement développée est capable de convertir l'acétate, le lactate et le glucose en hydrogène l’acétate semble d’être la meilleure source de carbone pour la production de H2 par RS15 mais pas pour sa croissance. Surtout, R. capsulatus RS15 (hup-, phbC-) semble d’être un candidat prometteur pour le système hybride à deux niveaux puisque les principaux effluents de fermentation sombre sont l'acétate et le butyrate. Donc, ce processus peut potentiellement rendre la technologie de production de bio hydrogène possible à l’échelle industrielle.
Production de bio hydrogène Génie métabolique Bactérie violette sans soufre R. capsulatus JP91 R. capsulatus RS15 PHB synthase