La recherche de sources d’énergie fiables ayant un faible coût environnemental est en plein essor. L’hydrogène, étant un transporteur d’énergie propre et simple, pourrait servir comme moyen de transport de l’énergie de l’avenir. Une solution idéale pour les besoins énergétiques implique une production renouvelable de l’hydrogène. Parmi les possibilités pour un tel processus, la production biologique de l’hydrogène, aussi appelée biohydrogène, est une excellente alternative. L’hydrogène est le produit de plusieurs voies métaboliques bactériennes mais le rendement de la conversion de substrat en hydrogène est généralement faible, empêchant ainsi le développement d’un processus pratique de production d’hydrogène. Par exemple, lorsque l’hydrogène est produit par la nitrogénase sous des conditions de photofermentation, chaque molécule d’hydrogène constituée requiert 4 ATP, ce qui rend le processus inefficace.
Les bactéries photosynthétiques non sulfureuses ont la capacité de croître sous différentes conditions. Selon des études génomiques, Rhodospirillum rubrum et Rhodopseudomonas palustris possèdent une hydrogénase FeFe qui leur permettrait de produire de l’hydrogène par fermentation anaérobie de manière très efficace. Il existe cependant très peu d’information sur la régulation de la synthèse de cette hydrogénase ainsi que sur les voies de fermentation dont elle fait partie. Une surexpression de cette enzyme permettrait potentiellement d’améliorer le rendement de production d’hydrogène.
Cette étude vise à en apprendre davantage sur cette enzyme en tentant la surexpression de cette dernière dans les conditions favorisant la production d’hydrogène. L’utilisation de résidus organiques comme substrat pour la production d’hydrogène sera aussi étudiée. / The search for alternative energy sources with low environmental impact is in
great expansion. Hydrogen, an elegant and simple energy transporter, could serve as
means of transporting energy in the future. An ideal solution to the increasing energy
needs would imply a renewable production of hydrogen. Out of all the existing
possibilities for such a process, the biological production of hydrogen, also called
biohydrogen, is an excellent alternative. Hydrogen is the end result or co-product of
many pathways in bacterial metabolism. However, such pathways usually show low
yields of substrate to hydrogen conversion, which prevents the development of
efficient production processes. For example, when hydrogen is produced via
nitrogenase under photofermentation conditions, each hydrogen molecule produced
requires 4 molecules of ATP, rendering the process very energetically inefficient.
Purple non-sulfur bacteria are highly adaptive organisms that can grow under
various conditions. According to recent genomic analyses, Rhodospirillum rubrum and
Rhodopseudomonas palustris possess, within their genome, an FeFe hydrogenase that
would allow them to produce hydrogen via dark fermentation quite efficiently.
Unfortunately, very little information is known on the regulation of the synthesis of
this enzyme or the various pathways that require it. An overexpression of this
hydrogenase could potentially increase the yields of substrate to hydrogen conversion.
This study aims to increase our knowledge about this FeFe hydrogenase by
overexpressing it in conditions that facilitate the production of hydrogen. The use of
organic waste as substrate for hydrogen production will also be studied.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/2714 |
| Date | 11 1900 |
| Creators | Sabourin, Guillaume P. |
| Contributors | Hallenbeck, Patrick |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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