Управляемое культивирование пурпурных бактерий в изучении метаболизма водорода и азотфиксации

• Автор: Цыганков, Анатолий Анатольевич
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 280 с.

Содержание
Список сокращений
Введение
Актуальность темы
Цель и задачи исследования
Научная новизна работы
Практическая ценность работы
Апробация работы
Структура и объем диссертации *
Публикации
Глава 1. Объекты и методы исследования
1.1. Объекты исследования
1.2. Среды для культивирования
1.3. Определение ферментативных активностей
1.3.1. Гидрогеназная активность
1.3.2. Нитрогеназная активность
1.4. Определение концентраций различных соединений
1.4.1. Определение содержания в среде органических кислот
1.4.2. Определение аммония
1.4.3. Определение концентрации сухой биомассы, белка, хлорофилла а и бактериохлорофилла а
1.4.4. Измерение р02
1.4.5. Измерение образования Н2 в ФБР В иммобилизованными клетками
1.4.6. Измерение восстановленных пиридиннуклеотидов и АТФ
1.5. Измерение интенсивности света
1.6. Активация поверхноти стекла и иммобилизация фототрофных микроорганизмов
1.7. Используемые сточные воды
1.8. Другие определения
1.9. Точность и воспроизводимоть измерений
Глава 2. Фотобиореакторы и системы управления ими
2.1. Фотобиореакторы
2.1.1. Плоскопараллельные кюветы
2.1.2. Трубчатые ФБР
2.1.2.1. Недостатки трубчатого ФБР
2.1.2.2. Улучшения конструкции трубчатого реактора
2.1.2.3. Модификация трубчатого ФБР с возможностью масштабирования, предложенная в данной работе
2.1.3. ФБР на основе коаксиальных цилиндров
2.1.3.1. Модификации, предложенные в данной работе
2.1.4. ФБР на основе адаптации ферментеров
2.1.4.1. Адаптации ферментеров для культивирования фототрофных бактерий, предложенные в данной работе
2.1.5. Другие типы ФБР
2.1.6. Критерии оценки ФБР
2.1.7. Экспериментальное сравнение различных ФБР
2.2. Системы управления фотобиорвакторами
2.3. Заключение
Глава 3. Ростовые характеристики пурпурных бактерий
3.1. Скорости роста фототрофных бактерий в различных условиях
3.2. Влияние физико-химических факторов
3.2.1. Температура

3.2.3. Интенсивность света
3.2.4. Рост в темноте в присутствии кислорода
3.4. Использование закономерностей материально-энергетического баланса при изучении ростовых характеристик ЯЬ. сарвиШив
3.4.1. Теоретические аспекты
3.4.2. Экспериментальные данные
3.5. Фотомиксотрофные условия
3.7. Заключение
Глава 4. Физиологические особенности синтеза гидрогеназ пурпурными бактериями f
4.1. Гидрогеназы
4.2. Действие физико-химических факторов
4.3. Роль органических доноров электронов
4.3 .1. Rb. capsulatus
4.3.2. Rb. sphaeroides
4.3.3. Ect. shaposhnikovii
4.4. Роль молекулярного водоррда
4.4.1. Rb. capsulatus
4.4.2. Rb. sphaeroides
4.4.3. Ect. shaposhnikovii
4.5. Совместное действие органических соединений и Н2
4.5.1. Rb. capsulatus
4.5.2. Rb. sphaeroides
4.5.3. Thiocapsa roseopersicina
4.6. Влияние кислорода
4.7. Взаимосвязь синтеза гидрогеназы и нитрогеназы у пурпурных бактерий
4.8. Заключение
Глава 5. Физиологические особенности регуляции синтеза и активности нитрогеназ у пурпурных бактерий
5.1. Возможность синтеза альтернативных нитрогеназ Rb. capsulatus Bl0 и Rb. sphaeroides 2R
5.1.1. Рост Rb. capsulatus в присутствии Mo и без него
5.1.2. Сходства и различия альтернативной и Мо-содержащей нитрогеназ у Rb. capsulatus
5.2. Нитрогеназная активность и синтез двух форм нитрогеназы Rb. capsulatus и Ect. shaposhnikovii в непрерывных культурах при росте на различных источниках азота
5.2.1. Rb. capsulatus

культивирования. Кроме того ее образование приводит к повышению гетерогенности культуры.
2.1.2.2. Улучшения конструкции трубчатого реактора
Масштабирование процесса культивирования в данном ФБР практически без потери удельной продуктивности требует специальной организации газомассообменной й фотосинтетической части ФБР. Например, предложено (Tredici et al., 1992; Richmond et al., 1993) при максимальной длине трубок дальнейшее увеличение объема ФБР производить увеличением количества светоприемных трубок, включенных параллельно (рис. 2).
Рис. 2. Блок-схема трубчатого ФБР, в котором масштабирование осуществляется дополнительным подключением светоприемных трубок в секцию. 1-газомассообменник; 2-нисходящая ветвь ФБР; 3- светоприемная часть ФБР, собранная из двух последовательных секций, в которых отдельные трубки установлены параллельно; 4-аэрлифт; 5- подача воздуха (или газовой смеси). (Richmond et al., 1993)
К достоинствам такой конфигурации трубчатого ФБР следует отнести относительную простоту конструкции. Однако, скорость движения жидкости в разных трубках может не совпадать, что приводит к замедлению движения и ингибированию (или лимитированию) роста культур в отдельных участках ФБР. При большом количестве параллельно