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他山之石,菌群氢气代谢研究

发布时间:2022-08-15本文来源: 氢思语

有初步研究表明,氢气可被高等动物细胞代谢利用,但这种证据仍然存在漏洞,且对其代谢细节和亚细胞部位都不清楚。细菌代谢相对比较简单,但是菌群则相对复杂,类似多细胞生物组织的代谢方式。所以氢气在多细胞生物如人体内的作用或许可以用菌群来研究,氢气参与菌群代谢是非常明确的,但仍然存在许多未知问题。最近有学者研究发现,氢气能作为电子供体参与菌群代谢,且对胃肠道菌群脂肪酸代谢可产生重要影响。我认为,从事氢气医学效应研究特别是对氢气作用机制有兴趣的学者,应该重点关注这方面的研究。

电子供体稀缺被视为限制从废物生产中链羧酸盐的主要问题之一。先前研究表明,在实现链延伸的微生物群落中,氢气共发酵可减轻这一限制。为了更好地理解氢气共供电子如何支持链延伸,我们从厌氧反应器(A, BC,随着多样性水平的上升)中富集了三种不同的微生物群落,以使它们能够从传统的电子供体(乳酸或乙醇)或氢中产生中链羧酸。在丰富的醋酸盐和二氧化碳存在的情况下,测试了不同的非生物参数(酸性到中性pH值、初始醋酸盐浓度和化学产甲烷抑制剂)脂肪酸富集的影响。

氢气的存在促进了所有群落的丁酸盐的生产,改善了两个最多样化的群落(BC)的丁酸盐和己酸盐的生产,伴随醋酸盐、氢和乳酸/乙醇的消耗。在最佳条件下,氢使常规给电子体对己酸酯的选择性由0.23±0.01 mol /mol提高到0.67±0.15 mol/mol,峰值己酸酯浓度为4.0 g/ L。作为权衡,即使在高浓度2.9 g/ L的非解离乙酸和低pH4.8的条件下,表现最好的甲烷菌群也表现出了甲烷生烃的氢化营养活性。根据16S rRNA扩增子序列分析,推测的己酸酯产生菌归属于Anaerovoracaceae Megasphaera属、CaproiciproducensClostridium sensu stricto 12。非产甲烷氢消耗与12个类群的严格意义梭菌丰度相关。如果找到一个甲烷生成抑制策略,氢气电子供体共供可提高在复杂群落中己酸酯选择性。这一结果可帮助设计连续氢气辅助链延伸生物过程。

 

氢气代谢相关文献

 

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