Список сокращений………………………………………………..……….……..….4
Введение……………………………………………………………………………..…5
Глава 1. Обзор литературы…………………………………………………………11
1.1
Молекулярный водород – перспективный энергоноситель………….............11
1.2
Фототрофные микроорганизмы – продуценты H2………………………....…12
1.3
Цианобактерии ……………….………………………………...............................15
1.3.1
Морфология, классификация, распространение в природе, образ жизни…………………………………………………………………......16
1.3.2
Физиолого-биохимическая характеристика…………...……………....19
1.3.3
Водородный метаболизм………………………………………..............22
1.3.4
Азотный метаболизм…………………………………………………….30
1.3.5
Взаимосвязь нитрогеназы с водородпоглощающей гидрогеназой. Оксиводородная реакция…..……………………………………………31
1.3.6
Переносчики электронов, взаимодействующие с ферментами, вовлеченными в водородный метаболизм…………………………..…32
1.4
Биологическое разнообразие цианобактерий, генерирующих водород...….….33
1.5
Гетероцистные цианобактерии – перспективные продуценты водорода….….39
1.6
Стратегии, используемые для повышения продуктивности процесса выделения водорода………………………………..…………………..................42
Глава 2. Объекты и методы исследования…………….……………….………...46
2.1 Объекты исследования и условия культивирования………………………..…..46
2.2 Методы исследования…………………………………………………..………...48
2.2.1 Подбор оптимальной температуры культивирования для штамма Dolichospermum sp. IPPAS B-1213…….......................................................................48
2.2.2 Определение скорости роста цианобактерий..........................................49
2.2.3 Анализ содержания фотосинтетических пигментов..…………...……..50
2.2.4 Определение скорости выделения кислорода………….……….……...50
2.2.5 Определение скорости выделения водорода……………………..…….51
2.2.6 Определение частоты образования гетероцист…….………………......54
3
2.2.7 Определение активности нитрогеназы……………………………….....55
2.2.8 Определение способности к хемоорганогетеротрофному росту...........55
2.3. Точность и воспроизводимость измерений……………………….……………55
Глава 3. Результаты и обсуждение…………………………...................................56
3.1 Определение оптимальной температуры культивирования для штамма Dolichospermum sp. IPPAS B-1213…………………….……………….…..…………56
3.2 Ростовые характеристики исследуемых культур……………….…………….…57
3.3 Пигментный состав……….…………………………………….…………………59
3.4 Скорость выделения кислорода ………………………….....................................60
3.5 Водород-продуцирующая активность цианобактерий……………………….....63
3.5.1 Влияние DCMU и DBMIB на скорость выделения водорода…………..63
3.5.2 Влияние частоты образования гетероцист на скорость выделения водорода……………………………………………………….……………………....68
3.5.3 Влияние экзогенных источников органического углерода на скорость выделения водорода……………….…………………………………….……………70
3.5.4 Обратный переход от производства водорода к нормальным физиологическим функциям……………………………………………………..…...80
3.6 Скорость ацетиленредукции……………………………………………..……….81
3.7 Хемоорганогетеротрофный рост…………………………………………..……..82
Заключение…………………………………………………………….......................84
Выводы…………………………………………………………………………..……85
Список публикаций по теме диссертации……………………...………………...87
Список использованной литературы…………………………………..................91
