Este documento describe un estudio sobre la producción de hidrógeno por Rhodobacter capsulatus en co-cultivo con otras bacterias. R. capsulatus es una bacteria fototrófica anaerobia que puede producir hidrógeno de manera biológica. El objetivo del estudio es evaluar la productividad de hidrógeno de R. capsulatus en cultivo puro frente a un co-cultivo con bacterias anammox, que consumen amonio. Se espera que el co-cultivo aumente la producción de hidrógeno debido a la sintrof
10. Estudios de Sintrofía
Producción de H2 total
fue 1.6 veces mayor
Celulosa
100% celulosa
al doble de la tasa
73% celulosa
Acetato
lactato
Jiao, Y. et al, 2012 10
11. Sintrofía en el ciclo del nitrógeno
N2
Ác. Orgánicos NH3 NH4+
11
12. Preguntas de investigación
¿Es posible generar sintrofía entre
R.capsulatus y alguna otra bacteria que
consuma NH4+?
¿Esto producirá un aumento en producción de
H 2?
12
Dominio: bacteriaFilum: proteobacteriaClase: alfaproteobacteriaOrder III: RhodobacteralesFamily I. RhodobacteraceaeGenus I. RhodobacterThe Proteobacteria make up the largest phylum of Bacteria; Proteobacteria a large phylum of Bacteria that includes many of the common gram-negative bacteria, such as Escherichia coliProteobacteriaa large group of phylogenetically related, gram-negative BacteriaThe largest group, the Proteobacteria, is a good example of this, as collectively this group shows all known forms of microbial physiology.The remaining phylum of cultured Bacteria, the Proteobacteria (Figure 17.2), is by far the largest and most metabolically diverse of all Bacteria. Proteobacteriaconstitute the majority of known bacteria of medical, industrial, and agricultural significance. As a group, the Proteobacteriaare all gram-negative bacteria. They show an exceptionally wide diversity of energy-generating mechanisms, with chemolithotrophic, chemoorganotrophic, and phototrophic species (Figure 17.2). Indeed, we saw in Chapters 13 and 14 the great diversity of energy metabolisms used by various representatives of this group. The Proteobacteriaare equally diverse in terms of their relationship to oxygen (O2), with anaerobic, microaerophilic, and facultatively aerobic species known. Morphologically, they also exhibit a wide range of cell shapes, including straight and curved rods, cocci, spirilla, filamentous, budding, and appendaged formsBasedon 16S rRNA gene sequences, thephylumProteobacteria can be dividedintosixclasses, Alphaproteobacteria, Betapro-teobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilon-proteobacteria, and Zetaproteobacteriauna de las bacterias más estudiadas para la produccion de H2 R. Capsulatus es la bacteria escogida, ya que puede expresar la Mo-nitrogenasa y la Fe-nitrogenasa. La actividad de la Fe nitrogenasa de la capsulatus es 6 veces mas que su Mo-nitrogenasa. Comparada a otras púrpuras, tiene la relacion mas alta entre estas actividades.Presentan cápsulas, que es una capa de polisacaridos que se encuentra por fuera de pared celular, que les permite formar biofilms.Anaerobia aerotoleranteRango de absorción: en el espectro visible entre 450-600 nm, por la presencia de carotenoides y BChl a en el UV cercano entre 800-900, por la BChl aFlexibilidad de sustratos: puede degradar más de 20 sustratos orgánicos Agregar los rendimientos en produccion de H2
Dar mas informacion acerca de R. capsulatusCual es el pH del medio?AutotróficoFuente de carbono: CO2Fuente de electrones: H2El flujo de electrones es hacia el CO2HeterotróficoFuente de carbono y electrones: ac. OrgánicosEl flujo de electrones es hacia el H2 Revisar si es fermentacion Quien es el aceptor final de electronesWhile malate and lactate have been efficiently converted to hydrogen, acetate and glucose were not as efficient as malate and lactate.Lactate (upon oxidation to pyruvate) and malate can easily enter the tricarboxylic acid cycle (TCA cycle) and meet the energy need of the cell for hydrogen production [35]. However, the substrates such as acetate entering the TCA cycle at the level of acetyl-CoA need to use side pathways where C4 acids like malate and succinate are synthesized. Glyoxylate, citramalate and ethylmalonyl-CoA pathways are known pathways to be employed in different PNS bacteria to utilize acetate [39e41]. Thus, depending upon the pathway, the redox balance of each substrate differs from each other influencing the hydrogen production capacity. polyhydroxyalkanoates (PHAs)
Asociación o dependencia para la alimentación de dos especies. Se aplica también a organismos que combinan sus capacidades metabólicas para catabolizar sustancias que individualmente no podrían catabolizar
Anammox (anoxicammoniumoxidation)Es responsable del 79% del N2 producidos en los sedimentos marinosEl proceso de oxidación anóxica de amonio es uno de los principales procesos de conversión biológicaEl conocimiento del proceso anammox comenzó solo a finales del siglo 20Planctomycetesare unusual Bacteria, lackingpeptidoglycan and containingmembrane-enclosedcompartments of varioustypesinsidethecell.La función de la pared celular es resistir la alta presion osmótica que se genera dentro de la célula y evitar que explotenUna característica de los planctomicetes es (para bacterias) su inusualmente alto nivel de organización celularYa que las bacterias anammox no han sido obtenidas en cultivo puro, todas las especias tienen el estatus de Candidatus“Brocadia fulgida”“Kueneniastuttgartiensis”“Anammoxoglobuspropionicus”“Scalinduabrodae”“Scalinduawageneri”“Scalinduasorokinii”Anammox crece con CO2 como unica fuente de carbono y usa NO2- como donor de electrones para producir el material celularAunque son autótrofas, las bacterias anammox carecen de las enzimas del ciclo de Calvin, y en su lugar, el mecanismo de fijación de CO2 es vía acetil-CoA, una vía autotrófica extendida entre las bacterias anaerobias obligadas. Sin embargo, el alto potencial del la cupla NO2-/NO3- (+0.42 V) impide el usodirecto de NO2 como donor de electronespara la reducción de CO2 debido a que la vía de acetil-CoA requiere de un alto poderreductor.Anammox utilizaalgo de la N2H4, queporsimismaes un potente donor de electrones (-0.5 V), parareducir la ferredoxina, la cualsirvecomo donor de electronespara la fijacion de CO2 autotrófica.
Lo que me motiva principalmente para realizar esta investigación son los niveles de contaminación que hemos llegado debido a la utilización de combustibles fósiles.Una de las alternativas que puede contribuir a la descontaminación es la siguiente…
