A global approach to the hydrogen production, carbon assimilation and nitrogen metabolism of rhodobacter capsulatus by physiological and microarray analyses
Rhodobacter capsulatus?un hidrojen üretimi, karbon asimilasyonu, ve azot metabolizmasına fizyolojik ve mikrodizin analizleri ile global bir yaklaşım
- Tez No: 318842
- Danışmanlar: PROF. DR. MERAL YÜCEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Bakteri kültürü, Bakteriler, Hidrojen, Hidrojen enerjisi, Kantitatif genetik, Moleküler genetik, Bacteria culture, Bacteria, Hydrogen, Hydrogen energy, Quantitative genetic, Molecular genetic
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fotofermentasyon sürecinde hidrojen üretimini etkileyen en önemli parametrelerden biri karbon ve azot kaynaklarının türüdür. Bu nedenle bu araştırmada, farklı azot kaynaklarının (5mM amonyum klorür ve 2mM glutamat) ve asetat konsantrasyonlarının (40-80mM) R. capsulatus'un metabolizması üzerine etkisi incelenmiştir.İlk olarak, farklı azot kaynakları ve asetat konsantrasyonlarında R. capsulatus'un büyüme, hidrojen üretimi ve substrat kullanım davranışlarını karşılaştırmak için fizyolojik deneyler yapılmıştır. Hidrojen üretimi, karbon asimilasyonu, azot metabolizması ve bunların denetim mekanizmalarının daha iyi anlaşılması için mikrodizin analizi yapılmıştır. Bu amaca yönelik olarak R. capsulatus için bir Affymetrix çipi tasarlanmış ve üretilmiştir. R. capsulatus bakterisinden miktar ve kalite olarak mikrodizin deneylerinde kullanılabilecek yeterlilikte RNA eldesi sağlayan bir izolasyon prosedürü optimize edilmiştir. Mikrodizin deneylerinin ve R. capsulatus çipinin doğrulanması eş zamanlı kantitatif PZR analizi ile gerçekleştirilmiştir.5mM amonyum klorür içeren besiyerinde 2mM glutamat içeren besiyerine göre; asetatın taşınması, asimilasyonu ve kullanımıyla ilişkili genlerin ifadesi anlamlı bir şekilde artmıştır. Diğer taraftan, nitrojenaz enzimini kodlayan genlerin ifadesi amonyum klorür içeren besiyerinde belirgin bir şekilde azalmıştır.Asetat asimilasyonunda rol alan genlerin ifadesinde 80mm asetatta 40mm asetat ile karşılaştırıldığında anlamlı bir fark görülmemiştir. Ancak sitrik asit döngüsü, fotosentetik aparat, elektron taşıma ve Calvin döngüsü ile ilişkili genlerin ifadesi 80mM asetat içeren ortamda anlamlı ölçüde azalmıştır.Mikrodizin veri analizi sonuçlarına bakıldığında, Rhodobacter capsulatus'un asetat asimilasyonunu iki farklı yolla glioksilat çevrimi ve / veya etilmalonil-KoA yolağı kullanılarak gerçekleştirebileceği ilk kez önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
One of the most important parameters affecting hydrogen production in photofermentation process is the type of carbon and nitrogen sources. For this reason in this research, the effect of different nitrogen sources (5mM ammonium chloride and 2mM glutamate) and acetate concentrations (40-80mM) on metabolism of Rhodobacter capsulatus were investigated.First of all, physiological experiments were carried out to compare growth, hydrogen production and substrate utilization behaviors of R. capsulatus on different nitrogen sources and acetate concentrations. For further understanding of hydrogen production, carbon assimilation and nitrogen metabolism; microarray analysis were conducted. For this purpose, an Affymetrix GeneChip for R. capsulatus was custom designed and manufactured. An efficient RNA isolation protocol from R. capsulatus was optimized for use of microarray analysis. Validation of the microarray experiments and custom designed R. capsulatus were carried out by RT-qPCR analysis.On 5mM ammonium chloride containing medium, transcription of genes related to transport, assimilation and utilization of acetate were significantly up-regulated compared to 2mM glutamate medium. On the other hand, nitrogenase enzyme encoding genes were significantly down-regulated on ammonium chloride containing medium.Although transcription of genes that take role in acetate assimilation did not show a significant difference on 80mM acetate compared to 40mM acetate; TCA cycle, photosynthetic apparatus, electron transport and Calvin cycle related genes were significantly down-regulated on 80mM acetate.From microarray data analysis results, it was suggested for the first time that Rhodobacter capsulatus might assimilate acetate by using two different routes using glyoxylate cycle and/or ethylmalonyl-CoA pathway.
Benzer Tezler
- The global green energy race: A comparative analysis of the EU and U.S.' Renewable energy strategies amidst rising competition from other powerhouses
Küresel yeşil enerji yarışı: Diğer güç odaklarının artışıyla rekabetin ortasında ab ve ABD'nin yenilenebilir enerji stratejilerinin karşılaştırmalı analizi
RAHMAN ABDULLAYEV
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Kamu Yönetimiİstanbul Kent ÜniversitesiSiyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN ÖRMECİ
- From phase-engineered MoAlB to MOB Mbene-MOF nanocomposites: a viable route to high-performance electrocatalysts for hydrogen evolution
Moalb'nin faz mühendisliğiyle MOB mbene-MOF nanokompozitlerine dönüştürülmesi: yüksek performansli elektrokatalizör üretimi için yenilikçi bir yaklaşim
TUĞSER YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUT AYDEMİR
- Hidrojen enerji kaynağı yakıt olarak değerlendirilmesinde metanol sentezinin çevresel sürdürülebilirlik analizi
Environmental sustainability analysis of methanol synthesis in the evaluation of hydrogen energy source as a fuel
HÜSEYİN GÜLEROĞLU
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA YUMURTACI
- Kıvılcım ateşlemeli doğal gazlı motorlarda hidrojen ilavesinin yanma karakteristiği ve performans üzerine etkisinin had yöntemi ile incelenmesi
Investigation of the effects of hydrogen addition on combustion characteristic and performance of a natural gas-fueled spark-ignition engine using the CFD method
BARIŞ BİNGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Hidrojen enerji sistemlerini içeren mikroşebekelerin yönetimi için optimizasyon tabanlı yeni bir karar verme mekanizmasının geliştirilmesi
Development of a new optimization-based decision making mechanism for the management of microgrids including hydrogen energy systems
NAZMİYE KOPACAK
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Tesisleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN ERDİNÇ
DR. İBRAHİM ŞENGÖR