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SCIE
SCOPUS
Comparison of hydrogen-production capability of four different Enterobacteriaceae strains under growing and non-growing conditions
저자
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2008
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
5169-5175(7쪽)
제공처
소장기관
Non-growing cells can function as whole-cell biocatalysts for hydrogen (H<SUB>2</SUB>) production, a process that has recently drawn much attention. In order to evaluate their potential as whole-cell biocatalysts, we compared the H<SUB>2</SUB>-production capability of four Enterobacteriaceae strains (Citrobacter amalonaticus Y19, Escherichia coli K-12 MG1655, Escherichia coli DJT135, and Enterobacter aerogenes) under growing and non-growing conditions. We evaluated their H<SUB>2</SUB>-production activity at varying temperatures (25-45<SUP>o</SUP>C) and pH conditions (6.0-8.0) using glucose or formate as the carbon source. Under growing conditions with 10mM glucose as a substrate, E. aerogenes exhibited the highest H<SUB>2</SUB>-production activity (17.0+/-0.2μmolH<SUB>2</SUB>mgcell<SUP>-1</SUP>h<SUP>-1</SUP>) among the four strains, but the final H<SUB>2</SUB> yield was similar (1.7-1.8molH<SUB>2</SUB>mol<SUP>-1</SUP> glucose) in all four strains. H<SUB>2</SUB> production in the four strains proceeded through a formate-dependent pathway that involved the formate hydrogen lyase (FHL) complex. Under non-growing conditions with 20mM formate as a substrate, we obtained high H<SUB>2</SUB>-production activities, in the range of 95.5-195.2μmolH<SUB>2</SUB>mgcell<SUP>-1</SUP>h<SUP>-1</SUP>, with E. coli DJT135 exhibiting the highest activity (195.2μmolH<SUB>2</SUB>mg<SUP>-1</SUP>h<SUP>-1</SUP>) at pH 6.0 and 45<SUP>o</SUP>C. In contrast, using glucose as the carbon substrate in non-growing cell experiments greatly reduced the H<SUB>2</SUB>-production activity to 6.1-7.7μmolH<SUB>2</SUB>mgcell<SUP>-1</SUP>h<SUP>-1</SUP>. This study indicated that formate is a better substrate than glucose for H<SUB>2</SUB> production by non-growing cells, and that the H<SUB>2</SUB>-production performance among the strains did not vary significantly, with the exception of E. coli K-12 MG1655.
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