Metabolic Engineering (IF = 7.263) 2021-10-18

亥姆霍兹联合会环境研究所 JörgToepel课题组 

分子氢是未来替代化石能源的理想能源。生物法制取氢气由于只需要通过光、水以及二氧化碳，不需要稀有金属，利用光合作用生产氢气是一个理想的方法。这一过程需要光合水氧化与产氢气的氢化酶耦合完成。然而这一过程中释放的氧气通常都会强烈抑制大部分的氢化酶活性。本文中，我们通过将一个耐氧的氢化酶引入光合蓝细菌Synechocystis sp.PCC 6803克服了这一问题。我们用来自于Ralstonia eutropha的耐氧且NAD(H)依赖型的氢化酶ReSH替换了原有的氧敏感型氢化酶。ReSH能够成功表达，并在体内与体外实验中验证了相关活性。进而，ReSH实现了从氢气作为电子供体实现二氧化碳的固定。同时，新构建的突变株能够在黑暗情况下合成氢气，同时在NADH过量的光照条件下也可以释放氢气。这一发现表明ReSH可以与蓝细菌的氧化还原代谢相耦合，可以作为后续实现光驱动的产氢过程的相关研究提供基础。

 原文及链接：

Rewiring cyanobacterial photosynthesis by the implementation of an oxygen-tolerant hydrogenase

https://doi.org/10.1016/j.ymben.2021.10.006