13999

13999

بررسي رشد و توليد محصول در باكتري‏هاي اكسيد كننده تركيبات گوگردي با استفاده از توزيع فلاكس‏هاي درون سلولي

كارشناسي‏ارشد

بيوتكنولوژي

دي ماه 1393

دي ماه 1393

دكتر فرشته نعيم پور

مهندسي شيمي

چكيده در تحقيق حاضر رشد و توليد محصولات در باكتري‏هاي اكسيد ‏كننده گوگرد با استفاده از آناليز فلاكس‏هاي متابوليكي مورد بررسي قرار گرفت. براي اين ¬منظور يك شبكه متابوليكي داراي 83 واكنش و 77 متابوليت شامل مسيرهاي متابوليسم مركزي كربن، سنتز انواع بيومولكول‏ها، واكنش‏هاي اكسيداسيون تركيبات گوگردي و واكنش‏هاي تبادلي مربوط به منابع مختلف ورودي و محصولات خروجي باز¬سازي گرديد. مدل حاصل با استفاده از جعبه ابزار كبرا در نرم‏افزار متلب در شرايط مختلف حل و توزيع فلاكس‏ها بدست آورده شد. در شبيه¬سازي¬هاي مختلف، تنها يك سوبستراي گوگردي بعنوان ورودي به ميزاني كه حاوي 1 ميلي‏مول گوگرد باشد و 1، 2 و 3 تركيب گوگردي از بين چهار تركيب هيدروژن‏سولفيد، گوگرد عنصري، تيوسولفات و تتراتيونات علاوه بر سولفات بعنوان محصولات خروجي در نظر گرفته شدند. در ابتدا شبيه¬سازي¬ها با تابع هدف بيشينه‏سازي رشد انجام شد. در عدم وجود محدوديت اكسيژن، بيشترين و كمترين ميزان رشد به ترتيب روي هيدروژن‏سولفيد و تتراتيونات با مقادير 0.0588 و (mmol/gDW.h) 0.0147 بدست آمد در حاليكه تنها محصول توليدي سولفات بود. با محدوديت اكسيژن، به ترتيب هيدروژن‏سولفيد، گوگرد عنصري، تتراتيونات و تيوسولفات نيز در كنار سولفات توليد مي‏شوند. با انتخاب بيشينه‏سازي توليد گوگرد عنصري و كمينه‏سازي توليد سولفات روند توليد محصولات در مقدار سوبستراي برابر و رشد معين نشان داد كه بيشترين مقدار توليد گوگرد و كمترين مقدار توليد سولفات حين رشد روي هيدروژن‏سولفيد رخ مي‏دهد كه طي آن (mmol/gDW.h) 0.9994 گوگرد عنصري با مصرف (mmol/gDW.h) 0.1466 اكسيژن توليد مي‏شود اما سولفات توليد نمي‏گردد. ميزان رشد در اين شرايط (1/h) 0.0196 است. از نقطه نظر ميزان اكسيژن مصرفي توابع هدف بيشينه‏سازي رشد و بيشينه‏سازي توليد گوگرد به ترتيب بيشترين و كمترين مقدار را پيش‏بيني مي‏كنند. نتايج حاصل از اين تحقيق با داده‏هاي موجود در مقالات از نظر كمّي و كيفي تطابق قابل قبولي دارد. واژه‌هاي كليدي: متابوليسم گوگرد، باكتري‏هاي اكسيد ‏كننده گوگرد، توزيع فلاكس‏هاي درون سلولي، رشد و توليد محصولات