Rhodopseudomonas sp. KCTC 1437의 수소생성에 있어서의 Hydrogenase와 Nitrogenase의 관계

The Relationship between Hydrogenase and Nitrogenase for Hydrogen Evolution in Rhodopseudomonas sp. KCTC 1437

Rhodopseudomonas sp. KCTC 1437은 N $H_4^+$나 빛에 무관하게 수소를 발생할 수 있다. 이 사실로부터 이 균주는 nitrogenase뿐만 아니라 hydrogenase 에 의해서도 수소를 생성할 수 있다는 것을 확인했다. 이 두 효소의 수소생성 능력을 in vivo에서 측정할 수 있는 조건을 확립한 뒤 여러 가지 조건에 대해 발생한 수소양을 측정하였다. Hydrogenase 는 nitrogenase의 수소생성을 저해하는 $O_2$나 $N_2$, $C_2$ $H_2$ 등에 대해서도 그 활성의 감소가 없거나 작았으며, $H_2$에 의해서는 오히려 수소생성능이 증대되었단. 또 이 균주는 hydrogenase에 의해 수소를 밭아들여 $CO_2$를 광환원시킬 수도 있음도 알았다. 이상의 결과, hydrogenase가 혐기적이면서 빛이 있는 조건에서만 수소를 생성하는 nitrogenase보다 더 광범위하고 유리한 조건에서 수소를 생성할 수 있음을 확인하였다. 이러한 사실은 이 균주로 대량의 수소생산을 할 때 유리하게 이용될 수 있을 것이다.

Both hydrogenase and nitrogenase were found to be involved in hydrogen evolution independently in Rhodopseudomonas sp. KCTC 1437. The hydrogen formation in this bacterium was independent on light illumination and presence of N $H_4^{+}$ After establishment of conditions to measure the amount of hydrogen evolved by each of the enzymes in vivo, the several factors affecting on the hydrogen evolution, e.g. presence of gases ( $C_2$ $H_2$, $H_2$, $O_2$ or $N_2$), C/N ratio, were investigated, Hydrogenase was less inhibited than nitrogenase under $O_2$ and was active independent on the presence of $N_2$ or $C_2$ $H_2$ which were the strong inhibitor of nitrogenase. Besides, the hydrogenase activity was increased after incubation with $H_2$. And it was verified that this bacterium consume hydrogen and photoreduce $CO_2$ by hydrogenase. From above results, it is concluded that hydrogenase in Rhodopseudomonas sp. KCTC 1437 can produce hydrogen under more favorable condition that nitrogenase.e.