發(fā)布時間：2023-02-17 20:58

　　在當今全球氣候變暖以及化石燃料消耗大量增加的背景下,氫氣作為一種可再生、零污染和高效的清潔能源而受到大量的關注。在不同的制氫方式中,生物產(chǎn)氫由于生產(chǎn)成本最低、原料來源豐富和環(huán)境污染小的特點,從而成為能源行業(yè)制氫研究的熱點。在生物制氫的發(fā)展中,氫酶是特別重要的一環(huán),氫酶是一種含金屬中心的氧化還原酶,在自然界廣泛存在,氫酶的特點是能夠可逆地催化H2的氧化還原(2H++2e-→H2),因此在工業(yè)產(chǎn)氫以及生物氫能利用方面,氫酶都是氫能技術的核心關鍵研究方向之一。有研究表明了Enterobacter cloacae IIT-BT 08的[Fe-Fe]氫酶 EcHydA 蛋白的同源表達可以改善該菌株的發(fā)酵產(chǎn)氫,Klebsiella oxytoca HP1是一株具有高效產(chǎn)氫特性,生長迅速,以及是一種好氧產(chǎn)氫特性的菌株,在暗發(fā)酵產(chǎn)氫工業(yè)具有良好的發(fā)展前景。本研究的總體目標是將來源于E.cloacae IIT-BT 08的[Fe-Fe]氫酶基因EchydA轉(zhuǎn)入K.oxytoca HP1,以進一步增強K.oxytoca HP1菌株的發(fā)酵產(chǎn)氫量。本研究全基因合成了來源于E.cloacae IIT-BT08的...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
前言
    1.1 生物制氫
    1.2 生物產(chǎn)氫分類
        1.2.1 光解水制氫
        1.2.2 光合細菌產(chǎn)氫
        1.2.3 暗發(fā)酵產(chǎn)氫
        1.2.4 光-暗聯(lián)合發(fā)酵產(chǎn)氫
    1.3 生物制氫面臨的挑戰(zhàn)
    1.4 氫酶
        1.4.1 氫酶的種類
            1.4.1.1 [Ni-Fe]氫酶
            1.4.1.2 [Fe-Fe]氫酶
            1.4.1.3 [Fe]氫酶
    1.5 Klebsiella oxytoca HP1產(chǎn)氫概況
    1.6 新型[Fe-Fe]氫酶概況
    1.7 研究的內(nèi)容與意義
2 實驗材料
    2.1 菌株和質(zhì)粒
    2.2 克隆引物
    2.3 培養(yǎng)基
    2.4 K.oxytoca HP1菌種的保種與感受態(tài)制備
        2.4.1 K.oxytoca HP1菌種的保種
        2.4.2 K.oxytoca HP1菌種的感受態(tài)制備
    2.5 試驗藥品與試劑
    2.6 試驗儀器
3 試驗方法
    3.1 蛋白結(jié)構(gòu)分析
    3.2 重組菌株的構(gòu)建
        3.2.1 重組質(zhì)粒的構(gòu)建與轉(zhuǎn)化
        3.2.2 雙酶切驗證
    3.3 氫酶蛋白的誘導表達與檢測
        3.3.1 氫酶蛋白的誘導表達
        3.3.2 SDS-PAGE檢測
        3.3.3 Western Blot檢測
    3.4 產(chǎn)氫能力的分析
    3.5 氫酶活性分析-
    3.6 RT-qPCR分析
    3.7 代謝物分析
    3.8 添加[Fe-S] cluster的hydA的相關分析
        3.8.1 [Fe-S]-hydA重組菌的構(gòu)建
        3.8.2 [Fe-S]-hydA-pGEX-4T-1重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
        3.8.3 雙酶切驗證
        3.8.4 [Fe-S]-蛋白的誘導表達與檢測
        3.8.5 [Fe-S]-HydA重組菌株產(chǎn)氫相關分析
4 實驗結(jié)果
    4.1 EchydA基因與蛋白結(jié)構(gòu)分析
    4.2 氫酶基因原核表達載體的構(gòu)建
    4.3 菌種鑒定
    4.4 誘導重組蛋白的異源表達與Western Blot檢測
    4.5 體內(nèi)產(chǎn)氫能力的分析
    4.6 不同底物下重組菌的產(chǎn)氫分析
    4.7 氫酶活性分析
    4.8 氫酶轉(zhuǎn)錄水平的表達分析
    4.9 產(chǎn)氫相關代謝物特征分析
    4.10 [Fe-S] -HydA的產(chǎn)氫分析
5 討論
    5.1 EchydA基因的分析
    5.2 EcHydA氫酶蛋白的異源表達對產(chǎn)氫的影響
    5.3 基因表達水平分析
    5.4 副產(chǎn)物水平分析
    5.5 [Fe-S] cluster的添加后分析
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄
致謝



本文編號：3744573