РАЗВИТИЕ ПОДХОДОВ К БИОЛОГИЧЕСКОМУ ПОЛУЧЕНИЮ ЭНЕРГИИ

Проанализирована адаптация культур зеленых микроводорослей C. reinhardtii к недостатку серы или азота под газовой фазой Ar+CO2 при разных интенсивностях света. Для характеристики использовали следующие параметры: содержание аскорбата, Хл(a+b), крахмала, виолоксантина и зеаксантина, значения О2, Н2, Eh; показатели JIP теста. У культур, голодающих по азоту, во всех экспериментах по адаптации культур к высоким и низким интенсивностям света наблюдалось снижение активности ФС2 (за счет перевосстановления пула пластохинонов) и разобщение водоокисляющего комплекса и РЦ ФС2. В зависимости от интенсивности света фаза поглощения кислорода могла быть длинной (при очень высокой интенсивности), короткой (при переходе с высокой на низкую интенсивность), и промежуточной (при средней интенсивности). При этом выделение водорода возможно в значительных количествах только в условиях, когда фаза поглощения кислорода короткая. Оптимизирована методика выделения из клеток пурпурной серобактерии T. bogorovii комплекса, способного к восстановлению серы в присутствии Н2. SDS-электрофорез фракции после гель-фильтрации показал наличие 5 полос. 4 из них по кажущейся массе соответствуют HydS, HydL, Isp1 и Isp2. Пятая полоса располагается в районе 42 кДа. Таким образом, в результате исследований однозначно показано, что комплекс, способный к восстановлению серы до сероводорода в присутствии водорода, содержит HydSL гидрогеназу, а субъединицы Isp1 и Isp2 пока так и остаются предсказанными партнерами. С помощью функциональной аннотации генов в базе данных KEGG, программного обеспечения для online анализа генома Subsystem Technology (RAST; version 2), сравнения с геномом пурпурной серной бактерии A. vinosum и ручного поиска некоторых генов алгоритмом tBlastn проведено уточнение автоматической аннотации ранее полученного и собранного полноразмерного генома нового типового вида бактерии T. bogorovii BBS (размещен в базах данных под номерами: BioProject: PRJNA224116, BioSample: SAMN23799607, GenBank: CP089309.1). Разработаны праймеры для HydS, HydL, Isp1, Isp2 и цитохрома с553, определена и оптимизирована их специфичность. Гены 16SrRNA и CrtD T. bogorovii BBS использованы в качестве референсных. Культуры T. bogorovii BBS выращивали фотоавтотрофно на среде Пфенига без сульфида до середины экспоненциальной фазы с последующей инкубацией на свету или в темноте при наличии/отсутствии Н2 и регулярным отбором проб. Обнаружено значительное увеличение уровня экспрессии генов HydS и HydL в присутствии водорода в темновых условиях, по сравнению со световыми. Экспрессия генов Isp1 (в темноте и на свету) и Isp2 (в темноте) увеличивалась при внесении водорода. Таким образом, показано, что наличие Н2 влияет на экспрессию генов, находящихся в опероне HydSL гидрогеназы. Отработана методика активации нанопорошка угля Vulkan R72 с нанесением на него никеля для последующей иммобилизации дельта54-6His гидрогеназы. При изучении нагрузочной способности Vulkan R72 выяснено, что на 0,5 мг нанопорошка иммобилизуется не более 8-9 мкг HydSL-delta54-6His гидрогеназы. Если предположить, что при максимальной нагрузке по гидрогеназе вся поверхность наночастиц будет занята белком, то эта частица не сможет переносить электроны в цепь, поскольку поверхность белка не обладает электропроводящими свойствами. Отсюда следует, что максимальную нагрузку по гидрогеназе следует давать не более 3-5 мкг фермента на 0,5 мг Вулкана