Effect of bacteriorhodopsin on hydrogen gas production by Rhodobacter
Bacteriorhodopsin'in fotobiyoreaktörde Rhodobacter sphaeroides O. U. 001 ile hidrojen gazı üretimine etkisi
- Tez No: 118971
- Danışmanlar: PROF. DR. MERAL YÜCEL, DR. BAKER ZABUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Rhodobacter sphaeroides, Halobacterium halobium, fotosentetik bakteri, mor hücre zarı, Bacteriorhodopsin, hidrojen üretimi, eşleştirilmiş sistem vı, Rhodobacter sphaeroides O.U.001, Halobacterium halobium, photosynthetic bacteria, Bacteriorhodopsin, purple membrane, hydrogen production, coupled systems. IV
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
oz BACTERIORHODOPSIN'ÎN, FOTOBİYOREAKTÖRDE RHODOBACTER SPHAEROIDES O.U.001 İLE HİDROJEN GAZI ÜRETİMİNE ETKİSİ KAMAL ELABID EL-KAHLOUT Yüksek Lisans, Biyoteknoloji Bölümü Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Meral Yücel Ortak Tez Yöneticisi: Dr. Baker Zabut Ocak 2002, 148 Sayfa Halobacterium halobium hücre zarındaki mor zar parçacıklarında bulunan Bacteriorhodopsin'in (BR), ışık etkisi altında proton pompası gibi davrandığı bilinmektedir. Bu çalışmanın öncelikli hedefi, Halobacterium halobium'da. bulunan BR'in, fotosentetik bakteri Rhodobacter sphaeroides O.U.001 ile hidrojen gazının üretimine olan etkisini incelemektir. Rhodobacter sphaeroides O.U.001 bakterisi, sürekli aydınlatma altında ve argon atmosferi ortamında; organik bileşiklerden hidrojen gazı üretebilmektedir. Hidrojen üretim deneyleri, 400ml hacimli; su ceketli; kolon fotobiyoreaktörlerinde gerçekleştirilmiştir.Rhodobacter sphaeroides O.U.001 kültürü ile değişik miktarlardaki BR eşleştirmesi yapılmıştır. Bacteriorhodopsin ya çöktürülmüş Halobacterium halobium hücreleri ya da mor zar parçacıkları halinde eklenmiştir. Tekil ve bazı eşleştirilmiş hücrelerde, karıştırmanın etkisi incelenmiştir. Deneyler, karıştırmanın sürekli yapıldığı bir ortamda sürdürülmüştür. Karıştırmanın sonucunda, hem toplam gaz üretimi hem de hidrojen üretim hızında önemli miktarda artış gözlenmiştir. Hidrojen üretimi esnasında açığa çıkan herhangi bir metabolik ürünü ayırt etmek amacıyla, Yüksek Performans Sıvı Kromatografisi (HPLC) kullanılarak kültür besiyeri incelenmiştir. Özellikle reaktörün karanlık bölgelerinde, fermentatif metabolizmanın sonucunda organik asit üretimi beklenmiştir. HPLC analizleri sonunda hem tekil kültürlerde hem de Halobacterium halobium' un mor zar parçacıklanyla eşleştirilmiş kültürlerde format tespit edilmiştir. Çöktürülmüş Halobacterium halobium hücreleri ile eşleştirilen kültürlerde ise format üretimi gözlenmemiştir. İncelenen kültürlerin herbirinin, belli bir süreden sonra formatı tükettikleri belirlenmiştir. Çöktürülmüş H.halobium hücreleri içeren eşleştirilmiş kültürdeki toplam gaz üretimi ve hidrojen üretim hızı Rhodobacter sphaeroides O.U.001 kültürü ile karşılaştırıldığında artış olduğu gözlenmiş ve bazı durumlarda bu iki katına kadar çıkarılabilmiştir. Mor zar parçacıklarının toplam gaz üretimi ve hidrojen üretim hızına bir miktar etkisi olmakla beraber mor zar parçacıklarındaki BR miktarını arttırmanın, hidrojen üretim hızını arttırdığı açıkça görülmektedir. Elde edilen sonuçlar; kaynaklarda bulunan diğer eşleştirilmiş sistemlerle bağlantı kurularak tartışılmıştır. Son olarak, bu türde eşleştirilmiş bir sistemin geliştirilmesine yönelik reaktör tasarımı ve fotosentetik bakteri seçimi hakkında bazı önerilerde bulunulmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT EFFECT OF BACTERIORHODOPSIN ON HYDROGEN GAS PRODUCTION BY RHODOBACTER SPHAEROIDES O.U.001 IN A PHOTOBIOREACTOR KAMAL ELABID EL-KAHLOUT M.S., Department of Biotechnology Supervisor: Prof. Dr. Meral Yücel Co-Supervisor: Dr. Baker Zabut January 2002, 148 pages Bacteriorhodopsin is a retinal protein in purple membrane of Halobacterium halobium and acts as a light-driven proton pump. The primary objective of this work was to investigate the effect of Bacteriorhodopsin on hydrogen production by the photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides O.U.001, which produces hydrogen from organic compounds under continuous illumination in an argon atmosphere. The hydrogen production experiments were carried out using 400 ml water jacketed-glass column photobioreactors. Different amounts of Bacteriorhodopsin were coupled to R. sphaeroides cultures. The added Bacteriorhodopsin was either in the form of packed cells of ft mhalobium or in the form of purple membrane fragments. Effect of stirring was detected by single and some coupled cultures. The main experiments were conducted under continuous stirring condition. It wasobserved that both total gas produced and rate of hydrogen production were increased markedly by stirring. The culture medium was analyzed by using High Performance Liquid Chromatography (HPLC) for monitoring the nutrient consumption and detection of any soluble metabolites excreted during the course of hydrogen production. In particular, organic acid formation was expected as a result of a fermentative metabolism occurring in the dark regions of the reactor. Formate was detected by HPLC analysis in the monitored single cultures and in the cultures coupled with PM fragments of H. halobium. Formate was not detected in the monitored cultures, which were coupled with packed cells of H. halobium. It was observed that formate has been utilized later in all of the monitored cultures. Total gas production and the rate of hydrogen production increased and in some cases doubled in the presence of packed cells of H. halobium. The purple membrane fragments were less effective than packed cells on TGP and on the rate of hydrogen production, but it was clear that increasing the amount of Bacteriorhodopsin in purple membrane fragments increased the rate of hydrogen production. The obtained results were discussed in relation to other coupled systems available in the literature. Finally, some recommendations both in reactor design and in the used photosynthetic bacteria were suggested for improvement such type of coupled systems.
Benzer Tezler
- Photoelectrochemical hydrogen production by using halobacterium halobium
Halobacterium halobium kullanarak fotoelektrokimyasal yöntemle hidrojen gazı üretimi
VEDAT SEDİROĞLU
Doktora
İngilizce
1997
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Immobilization of bacteriorhodopsin on synthetic membranes
Bacteriorhodopsinin sentetik bir zara tutturulması
VEDAT SEDİROĞLU
- Photoactivity measurements of bacteriorhodopsin immobilized in polyacrylamide gel
Poliakrilik jele tutturulmuş bakteriorodopsinin fotoaktivitesinin ölçümü
ADNAN AYDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
1991
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İNCİ EROĞLU
- Piliçlerde E vitamini fazlalığının büyüme ve bazı kan değerlerine etkisi
Effect of high levels of dietary vitamin E on growth and some haematological parameters in broilers
AYŞE ARZU YİĞİT
Doktora
Türkçe
1997
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAKİ YILMAZ
- Radyasyonun nematodirus sp. yumurtalarının canlılığına ve enfektivitesine etkisi
Effect of radiation on the viability and infectivity of nematodirus sp. eggs
HARUN ÇERÇİ
Doktora
Türkçe
1998
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiParazitoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE ÖGE