產氫微生物在不同pH條件下差異表達蛋白功能的分析.pdf

1、厭氧暗發(fā)酵制氫技術是一種較為高效的微生物制氫技術，該技術具有產氫效率高、制氫效果穩(wěn)定、易于工業(yè)化生產等特點，并且將除廢和產能有機地結合在一起，因而開展厭氧發(fā)酵微生物的研究具有重要意義。本實驗在溫度為35℃條件下，設定pH5.5、pH6.0、pH6.5、pH7.0、pH7.5五種不同pH值梯度條件，通過微生物發(fā)酵罐pH值的自動控制系統(tǒng)，使產氫菌在培養(yǎng)過程中維持恒定的pH值，研究在間歇產氫微生物發(fā)酵罐中不同恒定pH條件對產氫菌產氫性能的影響

2、，并分析不同培養(yǎng)時間發(fā)酵液生物量及殘余還原糖濃度的變化規(guī)律。本研究分別選取pH5.5和pH6.5培養(yǎng)條件下產氫速率最大時期的產氫菌進行蛋白質鑒定，對差異表達蛋白質進行數(shù)據(jù)檢索和對比分析，獲得微生物產氫代謝相關的功能蛋白質信息，并分析了差異表達蛋白質在微生物產氫代謝中可能的作用機制。
　　微生物產氫發(fā)酵罐的恒定pH值控制研究結果表明，在pH值為5.5的條件下，微生物發(fā)酵的累計產氣量為5940mL/L，累計產氫量為1872mL/L。氫

3、氣含量為31.5％。在pH值為6.5條件下，累計產氫量為3412 mL/L，累計產氫量最高，氫氣含量為33.3%。同時發(fā)酵液中殘余還原糖濃度由22g/L降至3.52g/L，還原糖的利用率最高為84%，該菌種的最適產氫pH條件為pH6.5。在pH值為pH7.5條件下，累計產氣量為4829mL/L，累計產氫量為1046mL/L，氫氣含量為21.6%。
　　利用雙向電泳技術獲取pH5.5和pH6.5兩組不同恒定pH條件下產氫性能最優(yōu)、速

4、率最快時，產氫微生物差異蛋白質的表達譜圖。使用Image Master6.0程序軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，對兩組實驗統(tǒng)計學重復的點進行匹配，對匹配后差異蛋白質點的表達豐度變化比較分析，獲得了63個顯著變化的差異表達蛋白質點，其中有34個上調的差異表達蛋白質點和29個下調差異表達蛋白質點。將上述蛋白質斑點進行質譜鑒定，再通過 NCBI等數(shù)據(jù)庫進行檢索，確定差異表蛋白質的種類和名稱。檢索到29種差異表達蛋白質點，其中21上調表達的差異表達蛋白

5、質點，8種下調表達的差異表達蛋白質點。根據(jù)蛋白質鑒定結果，對每種蛋白質進行查詢檢索，并根據(jù)蛋白質功能進行分類，其中與基因編碼有關的蛋白質有15種；與糖酵解有關的蛋白質3種；與細胞分裂有關的的蛋白質有2種；與產氫菌產氫途徑代謝有關的蛋白質有2種：丙酮酸黃素氧化還原蛋白和核黃素合成酶。丙酮酸黃素氧化還原酶直接參加微生物產氫厭氧發(fā)酵代謝過程中丙酮酸脫羧途徑的催化反應，丙酮酸黃素氧化還原酶表達量上調有明顯加速微生物產氫的作用，且效果顯著。而核黃