Research Abstract


本論文では、単細胞性の窒素固定シアノバクテリアで、好気的条件下で大量の水素を産生することができるCyanothece sp. ATCC 51142について述べる。

High rates of photobiological H production by a cyanobacterium under aerobic conditions

2010年12月14日 Nature Communications 1 : 139 doi: 10.1038/ncomms1139

再生可能で環境にやさしい、新しいエネルギー源の中で、生物が作り出す水素、つまりバイオ水素は際立って関心をひく選択肢となっている。水素は、ニトロゲ ナーゼとして機能する酵素や双方向に働くヒドロゲナーゼをもつ微生物群によって産生可能である。特に、酸素発生型光合成を行う微生物による光生物学的水素 産生は大きな関心を集めてきた。しかし、ニトロゲナーゼおよびヒドロゲナーゼは一般に酸素感受性なので、好気的な細胞外環境で機能するには酸素から酵素を 守る機構を必要とする。本論文では、単細胞性の窒素固定シアノバクテリアで、好気的条件下で大量の水素を産生することができるCyanothece sp. ATCC 51142について述べる。野生型のCyanothece 51142株は、グリセロールの存在下でmgクロロフィル当たり465 µmol/hrという高速で水素を産生できる。この株での水素産生は効率のよいニトロゲナーゼ系により行われており、この系に操作を加えれば、従来報告さ れている水素産生光合成細菌野生株のどれと比べても、数倍高い速度で太陽エネルギーを水素に変換することが可能である。

A Bandyopadhyay et al.1

  1. ワシントン大学(米、セントルイス)
Among the emerging renewable and green energy sources, biohydrogen stands out as an appealing choice. can be produced by certain groups of microorganisms that possess functional nitrogenase and/or bidirectional hydrogenases. In particular, the potential of photobiological production by oxygenic photosynthetic microbes has attracted significant interest. However, nitrogenase and hydrogenase are generally sensitive, and require protective mechanisms to function in an aerobic extracellular environment. Here, we describe sp. ATCC 51142, a unicellular, diazotrophic cyanobacterium with the capacity to generate high levels of under aerobic conditions. Wild-type 51142 can produce at rates as high as 465 μmol per mg of chlorophyll per hour in the presence of . production in this strain is mediated by an efficient nitrogenase system, which can be manipulated to convert solar energy into at rates that are several fold higher, compared with any previously described wild-type hydrogen-producing photosynthetic microbe.