Дипломдық ЖҰмыс 5В070100 «Биотехнология» мамандығы
Жарық жағдайында цианобактерия штамдарының сутек бөлу
жүктеу/скачать 0.95 Mb. Pdf көрінісі
|
| 3.1.3 Жарық жағдайында цианобактерия штамдарының сутек бөлу
көрсеткіштерін анықтау. Жұмыстың келесі кезеңінде цианобактериялардың зерттелген штамдары бойынша сутектің жинақталуы жарық жағдайында зерттелді. Жарық энергиясы сутегі өндірісі үшін маңызды екендігі және тікелей биофотолиз үшін электронды донор рөлін
атқаратыны белгілі. Цианобактериялардың тилакоидты мембраналарында фотохимиялық реакциялар кезінде күн сәулесінің энергиясы әсерінен белгілі бір жағдайларда молекулалық сутегі бөлінеді. Қалыпты жағдайда микроскопиялық цианобактериялар сутегі түзбейді. ФЖI белсенділігі сутекті фотоқабылдауының алғышарты емес, дегенмен судың фотодиградациясы кезінде тилакоидты электрондарды тасымалдау тізбегіне (ETТ) енетін электрондарды гидрогеназа арқылы қабылдауға болады. Бұл қысқа уақыт ішінде цианобактерия жасушаларында оттегі де, сутегі де түзілуіне әкеледі [89,90]. Бұл тәжірибеде цианобактериялардың зерттелген дақылдары алдыңғы тәжірибеге ұқсас өсірілді, сутектің өнімділігін зерттеу кезінде жасушаларды инкубациялау шарттары бірдей болды және тек жарықтың қатысуымен ерекшеленді. Әр өсіру үшін суспензияның бастапқы оптикалық тығыздығы 730 нм-де 1,5 құрады. Сутектің цианобактериялардың штамдары бойынша өсімі оларды аргон атмосферасында 190 сағ 30 минутта жарықтандыру кезінде инкубация кезінде байқалды. Сутектің жарықтағы ең белсенді өндірушісі Anabaena variabilis RI-5 штаммы екендігі анықталды. Anabaena variabilis RI-5 жасушаларының сутегіні өндіруі анаэробты жағдайлар орнатылғаннан кейінгі бірінші күні байқалады. Белсенді сутегі бөлінуі алты күн бойы сақталады, содан кейін азая бастады. Сутектің жинақталуының ең жоғары жылдамдығы 144 сағаттан кейін байқалды, ол 0,012 мкмоль H 2 /мг хл/сағ құрады. Қараңғыда сутекті белсенді түрде шығаратын Nostoc calsicola RI-3 штамы жарық жағдайында ұқсас белсенділік көрсетпегенін атап өткен жөн. 24 сағаттан кейін жарықтандыру 37
жағдайындағы сутегі эволюциясы 0,002 мкмоль H 2 /мг хл/сағ құрады, ал 120 сағаттан кейін H 2 ең көп өндірілуі 0,008 мкмоль H 2 /мг хл/сағ-қа тең болды, содан кейін оның эволюциясының біртіндеп төмендеуі байқалды. Anabaeba sp. Z-1 штаммы алғашқы тәжірибедегідей сутегі өсімінде ұқсас заңдылық байқалды, сутектің 0,002-0,0003 мкмоль H 2 /мг хл/сағ аз өндірілуі 24 сағаттан және 48 сағаттан кейін байқалды (5-сурет).
Сурет 9 - жарық кезінде анаэробты жағдайда цианобактерия штамдарының сутекті бөлуі Сонымен, зерттеулердің нәтижесінде қараңғыда Nostoc calsicola RI-3 цианобактерия штаммы ал жарық жағдайында Anabaena variabilis RI-5 штамына сутегі өндірудің жоғары қабілетіне ие екендігі анықталды. Бұл жағдайда цианобактериялар Nostoc calsicola RI-3 штаммының жасушаларының сутегінің максималды шығуы қараңғыда 0,032 мкмоль H 2 /мг хл/сағ құрады, бұл штамм бойынша сутек өндіру Anabaena variabilis RI-5 салыстырғанда 2,5 есеге жоғары болды. Біздің нәтижелер жалпы жарияланған мәліметтермен сәйкес келеді. Spirullina platensis түрімен сутегінің жоғары өндірісі туралы әдебиеттерде мәліметтер бар. Бұл штамм жарықта және қараңғыда анаэробты жағдайда, 25°C температурада сутекті қалыпты бөледі [91]. Ал Synechococcus түрі анаэробты жағдайда, қараңғы ортада сутегіні белсенді түрде шығаратындығы туралы деректер зерттеу жұмыстарында келтірілген [92]. Біздің эксперименттік мәліметтерге сүйенсек, жаңа штамдардың сутектің өндірісі жарықтың болуына байланысты. Nostoc calsicola RI-3 және Anabaena variabilis RI-5 жасушаларының сутегі бөлінуінің оңтайлы шарты жарықтандырудың болмауында болды, жарықтандырудың болуы сутегі өндірісінің күрт төмендеуіне әкелетіндігі анықталды. Мұның ықтимал себебі ФЖII-нің тым жоғары активтенуінде болуы мүмкін. Бұл бағытталған фотосинтетикалық электрондардың әсерінен протондардың молекулалық сутегіне дейін тотықсыздануын катализдейтін гидрогеназа ферменттерінің инактивациясы салдарынан сутегі эволюциясы процесін тежейтін оттегі концентрациясының пайда болуына ықпал етеді. 0,0 2
0,01 5
0,0 1
0,00 5
0
2 4
4 8
7 2
96 Уақыт
12 0
14 4
16 6
Anabaena variabilis R-I-5
Nostoc calsicola RI-3
Anabaena sp. Z-1
|