Penggunaan Escherichia Coli untuk Produksi Hidrogen

Dewasa ini kebutuhan energi di dunia semakin tinggi termasuk kebutuhan akan bahan bakar minyak, sedangkan cadangan minyak di bumi semakin berkurang sehingga membangkitkan para peneliti untuk mencari bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui. Hidrogen bermanfaat dalam pembuatan bahan bakar.

Produksi hidrogen dengan fermentasi merupakan hal yang menarik untuk kelanjutan produksi energi di masa yang akan datang namun sedikit sulit karena hasilnya yang rendah. Salah satu solusi yang mungkin adalah membuat, menggunakan teknik metabolik, rantai yangdapat melewati limit metabolisme normal untuk mengubah substrat menjadi hidrogen. Escherichia coli dapat mendegradasi berbagai macam gula untuk menjadi hidrogen tetapi hanya dapat mengonversi elektron yang bebas di dalam piruvat yang tepat untuk hidrogen dan tidak dapat menggunakan elektron bebas dalam NADH yang dihasilkan selama glikolisis. Pada penelitian yang dilakukan oleh peneliti tersebiut menggunakan ekspresi heterologous dari Ralstonia eutropha SH operon untuk meningkatkan kapasitas metabolik Escherichia coli untuk produksi hidrogen.

Ekspresi heterologous [NiFe] hidrogenase dapat larut dari Ralstonia eutropha H16 (the SH hidrogenase) yang digunakan untuk menunjukkan perkenalan jalur yang mampu menurunkan substansi hidrogen dari NADH yang dihasilkan dengan fermentasi. Ekpresi yang berhasil ditunjukkan dengan pengujian kadar logam secara in vitro dariaktivitas enzim. Selain itu, ekpresi dari SH dikembalikan pada pertumbuhan anaerobik glukosa menuju rantai adhE, pertumbuhan secara normaldihalangiberkaitan denganketidakmampuan reoksidasi NADH. Perhitungan produksi hidrogen secara in vivo menunjukan bahwa beberapa rantai metabolik mampu menggunakan SH hidrogenase untuk menurunkan 2 mol H2 per mol glukosa yang digunakan, mendekati teori maximum.

Pengenalan sebelumnya dari heterologous [NiFe] hidrogenase dalam E. coli mendorong aktivitas dependen NAD(P)H, tetapi tingkat produksi hidrogen sangat rendah. Pertama kali ditunjukkan substansi produksi hidrogen secara in vivo dengan ekspresi heterologous [NiFe] hidrogenase, kesolidan NAD- bergantung pada H2ase R. Eutropha (SH hidrogenase). Hidrogenase mampu untuk bermetabolik berpasangan meningkatkan NADH untuk produksi hidrogen, untuk menolong alcohol dehidrogenase (adhE) mutan. Tingkat pembesaran metabolisme dapatmemroduksi hidrogen, hal itu berpotensi membuka jalan untuk meningkatkan produksi hidrogen dengan baik. Strategi untuk ke depannya dalam meningkatkan hasil seharusnya melibatkan pembuatan NADH tambahan yang tersedia.

Diadaptasi dari artikel jurnal Biomed Central yang berjudul “Increasing the metabolic capacity of Escherichia coli for hydrogen production through heterologous expression of the Ralstonia eutropha SH operon”

Ghosh et al. Biotechnology for Biofuels 2013, http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/6/1/122