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Proyectos de investigación

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Obtención de cepas superproductoras de hidrógeno en Clostridium cellulolyticum y Rhodobacter capsulatus mediante ingeniería genética

Bioenergía

Investigador Principal: Alberto Sola Landa

Más información

Centro de investigación o Institución: Instituto de Biotecnología de León (INBIOTEC).

Sinopsis

El grupo de bacterias púrpuras no sulfúreas (PNSB de sus iniciales en inglés: Purple Nonsulphur Bacteria), entre las que se encuentra Rhodobacter capsulatus, libera hidrógeno como un producto residual durante el proceso de fijación de nitrógeno gracias a la actividad de la enzima nitrogenasa. Estas bacterias presentan una gran eficiencia de conversión y son capaces de crecer empleando una amplia variedad de compuestos, pudiendo utilizar residuos industriales como sustrato.
En el presente proyecto se ha estudiado la influencia en la producción de hidrógeno del uso de distintos compuestos como fuente de carbono y nitrógeno, observándose que los mayores valores de producción de hidrógeno se obtenían en general al emplear ácido succínico como fuente de carbono, independientemente de la fuente de nitrógeno empleada, obteniendo la mayor producción con la combinación succinato-glutamato. También se ha demostrado que Rhodobacter es capaz de utilizar otros compuestos complejos para la obtención de nitrógeno, como la harina de cebada, obteniéndose una producción de hidrógeno próxima al máximo anteriormente citado.

El objetivo principal del proyecto era la construcción de mutantes mediante la eliminación de distintos genes implicados directa o indirectamente en la producción de hidrógeno. De todos los mutantes obtenidos el mayor incremento en dicha producción se obtuvo con el mutante cbbLS, al que se le ha eliminado la forma I de la enzima RubisCO, enzima clave de la ruta metabólica de las pentosas fosfato. Esta vía es también el medio principal para el balance redox de la célula durante el crecimiento fotoheterótrofo, donde la célula emplea el CO2 como el principal aceptor de electrones. El aumento en la producción de hidrógeno se debe a que al carecer de una vía funcional la célula tiende a disipar el exceso de poder reductor sintetizando grandes cantidades de nitrogenasa para liberar hidrógeno. El incremento en la producción se sitúa en torno al 20%, aunque dependiendo del sustrato el mutante puede llegar a producir un 65 % más que la cepa parental.

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