Cải thiện sản lượng hydrogen của các chủng Escherichia coli tái tổ hợp sản xuất ethanol trong điều kiện axit

Nền tảng một văn hóa đơn hiệu quả với mức tiêu thụ glycerol cao và sản lượng đồng sản xuất hydrogen và ethanol vẫn đang được yêu cầu. Một dòng Escherichia coli SS1 tiêu thụ glycerol được phân lập địa phương đã được phát hiện có mức sản xuất hydrogen thấp hơn trong điều kiện tối ưu hóa sản xuất ethanol. Một phương pháp phân tử đã được đề xuất để cải thiện sản lượng hydrogen của E. coli SS1 đồng thời duy trì sản lượng ethanol, đặc biệt trong các điều kiện axit. Do đó, ảnh hưởng của một bản sao bổ sung của gen hydrogenase bản địa hycE và gen hydrogenase clostridial tái tổ hợp hydA lên sản xuất hydrogen của E. coli SS1 ở pH thấp đã được nghiên cứu. Kết quả E. coli tái tổ hợp với một bản sao bổ sung của hycE hoặc clostridial hydA đã được sử dụng để lên men với 10g/L (108.7mmol/L) glycerol và pH ban đầu là 5.8. E. coli tái tổ hợp với hycE và E. coli tái tổ hợp với hydA cho thấy sản lượng hydrogen cao hơn 41% và 20% so với SS1 hoang dã (0.46±0.01mol/mol glycerol), tương ứng. Sản lượng ethanol của E. coli tái tổ hợp với hycE (0.50±0.02mol/mol glycerol) thấp hơn khoảng 30% so với SS1 hoang dã, trong khi sản lượng ethanol của E. coli tái tổ hợp với hydA (0.68±0.09mol/mol glycerol) tương đương với SS1 hoang dã. Kết luận Việc chèn either hycE hoặc hydA có thể cải thiện sản lượng hydrogen với pH ban đầu là 5.8. E. coli tái tổ hợp với hydA có thể giữ được sản lượng ethanol mặc dù sản xuất hydrogen cao, cho thấy rằng hydA clostridial có lợi thế hơn gen hycE trong đồng sản xuất hydrogen và ethanol trong điều kiện axit. Nghiên cứu này có thể giúp hướng dẫn cho sự phát triển tương lai của một chủng hiệu quả trong việc đồng sản xuất hydrogen và ethanol.