Your browser does not support JavaScript!

Αρχική    Βιοενεργητική στρατηγική βιοαποικοδόμησης της 3,4-διχλωροφαινόλης και παραγωγής H2 από το μικροφύκος Scenedesmus obliquus σε συνθήκες έλλειψης αζώτου  

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου 000399651
Τίτλος Βιοενεργητική στρατηγική βιοαποικοδόμησης της 3,4-διχλωροφαινόλης και παραγωγής H2 από το μικροφύκος Scenedesmus obliquus σε συνθήκες έλλειψης αζώτου
Άλλος τίτλος Bioenergetic strategy of biodegradation of 3,4-dichlorophenol and hydrogen production from microalgae Scenedesmus obliquus in nitrogen depletion
Συγγραφέας Κορελίδου, Άννα
Σύμβουλος διατριβής Κοτζαμπάσης, Κυριάκος
Μέλος κριτικής επιτροπής Γανωτάκης, Δημήτριος
Πυρίντσος, Στέργιος
Περίληψη Πρόσφατες δημοσιεύσεις του Εργαστηρίου μας έδειξαν ότι το μονοκύτταρο χλωροφύκος Scenedesmus obliquus για την βιοαποικοδόμηση μίας συγκεκριμένης κατηγορίας φαινολικών ενώσεων (meta-υποκατεστημένες διχλωροφαινόλες, dcp), επενδύει όλα τα ενεργειακά του αποθέματα στην βιοδιάσπαση των εν λόγω ενώσεων και όχι στην ανάπτυξη. Ταυτόχρονα ο συνδυασμός τριών βασικών μεταβολικών μονοπατιών [dcp-βιοαποικοδόμηση / φωτοσυνθετική παραγωγή Η2 / αναπνευστική διαδικασία] εγκαθιδρύει σε ένα κλειστό σύστημα ανοξικές συνθήκες, επάγει την υδρογενάση και ενισχύει την φωτοσυνθετική ροή ηλεκτρονίων προς την υδρογενάση παράγωντας μεγάλες ποσότητες Η2 (Papazi et al., 2012; Papazi and Kotzabasis, 2013). Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στην καταγραφή της διαφοροποίησης του παραπάνω μηχανισμού σε συνθήκες έλλειψης αζώτου από το θρεπτικό μέσο καλλιέργειας. Οι χειρισμοί που χρησιμοποιήθηκαν είναι οι εξής: Η καλλιέργεια μάρτυρας (Control), η καλλιέργεια σε θρεπτικό χωρίς άζωτο (“-Ν”), η καλλιέργεια με προσθήκη dcp (“dcp”) και η καλλιέργεια χωρίς άζωτο παρουσία dcp (“dcp-N”). Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα της dcp βιοαποικοδόμησης και της παραγωγής Η2, φαίνεται πως κατά τον “dcp-N” χειρισμό, σε σχέση με τον αντίστοιχο “dcp” χειρισμό, το μονοκύτταρο χλωροφύκος αφιερώνει περισσότερη ενέργεια στην dcp βιοαποικοδόμηση και λιγότερη στην παραγωγή Η2, όμως και γι αυτή την σχετικά μικρή παραγωγή Η2 σίγουρα απαιτείται και η παρουσία της dcp. Στον “dcp” χειρισμό γίνεται ακριβώς το αντίθετο. Έχουμε σαφώς μεγαλύτερη παραγωγή Η2 και σαφώς μικρότερη dcp βιοαποικοδόμηση. Αυτό που φαίνεται να διαφοροποιεί καθοριστικά το τελικό προϊόν αυτών των δύο χειρισμών είναι τα μειωμένα επίπεδα του Cytf και κατ’ επέκταση του συμπλόκου Cytb6f στον “dcp-N” χειρισμό. Αυτό περιορίζει την εν δυνάμει ροή ηλεκτρονίων από τις ανηγμένες dcp μέσω PQ και PSI στην υδρογενάση με αποτέλεσμα τον περιορισμό της παραγωγής Η2. Αυτή η παρεμπόδιση δίνει διέξοδο στην ανηγμένη dcp να επιλέξει το μονοπάτι της βιοαποικοδόμησης της (βλ. απλοποιημένο μοντέλο). Η μέτρηση των λιπαρών στους 4 χειρισμούς δείχνουν πως σε συνθήκες έλλειψης αζώτου (“-N”- και “dcp-N”-χειρισμός), έχουμε περισσότερα λιπαρά. Αυτό συμβαίνει διότι το χλωροφύκος δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει σε άλλα μονοπάτια τον C που έχει στην καλλιέργεια και συνεπώς βιοσυνθέτει λιπαρά. Η ποσοτικοποίηση του αμύλου από την άλλη, έδειξε ότι τα επίπεδα αμύλου ήταν μεγαλύτερα στον “-N”-χειρισμό, λόγω του ότι η παρεμπόδιση σύνθεσης πρωτεϊνών και άλλων μακρομορίων οδηγεί στην διοχέτευση όλου του μεταβολικού δυναμικού στην βιοσύνθεση αμύλου, όπως και λιπιδίων, που δεν απαιτούν άζωτο. Στο “dcp-N”-χειρισμό σημειώνεται ποσοτικά το λιγότερο άμυλο, ίσως λόγω της σημαντικής ενίσχυσης του μονοπατιού της dcp-βιοαποικοδόμησης, όπου ένα μεγάλο μέρος του αμύλου υπό μορφή γλυκόζης είναι πιθανόν να χρησιμοποιείται στα πλαίσια της απαιτούμενης γλυκοζυλίωσης της dcp. Το χαμηλότερο επίπεδο του Cytb6f στον “dcp-N” χειρισμό σε σχέση με τον “dcp” χειρισμό, περιορίζει την ροή ηλεκτρονίων από τον καταβολισμό της γλυκόζης προς το PQ και την PSII-ανεξάρτητη παραγωγή Η2 και ενισχύει την dcp-βιοαποικοδόμηση και την παραγωγή λιπαρών (βλ. απλοποιημένο μοντέλο). Το σχετικά «παράδοξο» που αναδεικνύεται στο απλουστευμένο λειτουργικό μοντέλο λειτουργίας των βασικών μεταβολικών διαδικασιών του μονοκύτταρου χλωροφύκους Scenedesmus obliquus στους 4 χειρισμούς, είναι το γεγονός ότι στον “-N” χειρισμό έχουμε δραματική μείωση του Cytb6f, αναστέλλοντας επί της ουσίας όλη την φωτοσυνθετική ροή ηλεκτρονίων και ως εκ τούτου και την παραγωγή Η2, ενώ στον “dcp-N” χειρισμό έχουμε σημαντικά υψηλό επίπεδο του Cytb6f (σε σχέση με τον “-N” 6 χειρισμό). Η προτεινόμενη διαφοροποίηση μεταξύ των δύο χειρισμών έγκειται στην πρόσφατη αποκωδικοποίηση της βιοενεργητικής στρατηγικής των μικροφυκών (Papazi et al., 2013), σύμφωνα με την οποία το χλωροφύκος που έχει να αντιμετωπίσει το τοξικό dcp (“dcp-N” χειρισμός), χρειάζεται μεγάλα ενεργειακά αποθέματα και ως εκ τούτου πιθανόν να προβαίνει σε καταβολισμό δευτερογενών (και όχι μόνο) ουσιών και μέσα από αυτή την διαδικασία να κερδίζει μαζί με την απαιτούμενη ενέργεια (ATP) και άζωτο. Αυτός είναι και ο λόγος που στον εν λόγω χειρισμό έχουμε υψηλότερα επίπεδα χλωροφυλλών κάτι που δεν μπορεί να κάνει ο “-N” χειρισμός. Όλα τα παραπάνω αναδεικνύουν μεταξύ άλλων συγκεκριμένες βιοενεργητικές στρατηγικές των μικροφυκών, η κατανόηση των οποίων θα θέσει στο μέλλον τις βάσεις για μία νέα βιοτεχνολογική προσέγγιση.
Φυσική περιγραφή 70 φύλλα : πίν., εικ. ; 30 εκ.
Γλώσσα Ελληνικά
Θέμα Phenol biodegradation
Βιοαποικοδόμηση φαινόλων
Παραγωγή υδρογόνου
Ημερομηνία έκδοσης 2016-03-18
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Βιολογίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
  Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
Εμφανίσεις 64

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Δεν έχετε δικαιώματα για να δείτε το έγγραφο.
Δεν θα είναι διαθέσιμο έως: 2019-03-18