Page 32 - 22-0722 EBOOK

วารสารราชบััณฑิิตยสภา
ปีีที่่� ๔๖ ฉบัับัที่่� ๓ กัันยายน-ธัันวาคม ๒๕๖๔
22 การผลิิตไฮโดรเจนโดยใช้้สาหร่ายจุลิภาค

หลิายสายพื่้นธีุ์ เช้่น Anabaena variabilis AVM13 (∆hupSL), Nostoc punctiforme NHM5

(∆hupL), Anabaena PCC 7120 (∆hupL/∆hoxH, ∆hupW), Anabaena siamensis TISTR

8012 (∆hupS) แลิะพื่บว่ามีอ้ตราการผลิิตไฮโดรเจนส้งข้่�นอย่างมีน้ยสำาค้ญเม่�อเทั้ียบก้บสายพื่้นธีุ์ปรกติ
(Happe et al., 2000; Khetkorn et al., 2012a; Lindberg et al., 2002; Lindberg et al., 2012;
Masukawa et al., 2002) นอกจากน้�น เม่�อเปลิี�ยนกรดแอมิโนทั้ี�เป็นองค์ประกอบข้องเอนไซม์อ้ปเทั้ก-

ไฮโดรจีเนส (HupS) บริเวณิตำาแหน่ง C12P ในไซยาโนแบคทั้ีเรีย Nostoc punctiforme ผ้้วิจ้ยสามารถ

ด้ดแปรประสิทั้ธีิภาพื่การทั้ำางานข้องเอนไซม์ โดยทั้ำาให้เปลิี�ยนการทั้ำางานจากการใช้้ไฮโดรเจนเป็นการ
ผลิิตไฮโดรเจนแทั้น (Raleiras et al., 2016)
๑.๒ การกำาจัดวิถีีเมแทบอลิิซึมที�แขี่งขีันในกระบวนการใช้้อิเลิ็กตรอน (Elimination

of pathways competing for electron)

การส้งเคราะห์ไฮโดรเจนเกิดจากการรวมก้นข้องอิเลิ็กตรอนก้บโปรตอน อิเลิ็กตรอน
ทั้ี�ได้จากการส้งเคราะห์แสงส่วนใหญ่ถ้กส่งต่อไปย้งกระบวนการอ่�น ซ่�งเป็นกระบวนการหลิ้กข้อง
เมแทั้บอลิิซ่มในไซยาโนแบคทั้ีเรีย ในทั้ี�นี�ค่อกระบวนการหายใจ กระบวนการด้ดซ่มไนเทั้รต แลิะ

กระบวนการตร่งคาร์บอน ด้งน้�น การทั้ำาพื่้นธีุวิศึวกรรมเพื่่�อเปลิี�ยนวิถีการไหลิข้องอิเลิ็กตรอนจาก

กระบวนการค้่แข้่งไปย้งกระบวนการส้งเคราะห์ไฮโดรเจน จ่งเป็นทั้างเลิ่อกอีกทั้างหน่�งทั้ี�กำาลิ้งเป็นทั้ี�สนใจ
โดยมีงานวิจ้ยทั้ี�เกี�ยวข้้องในไซยาโนแบคทั้ีเรีย Synechocystis PCC 6803 ซ่�งได้ถ้กทั้ำาให้ยีนทั้ี�เกี�ยวข้้อง
ก้บการกระบวนการหายใจหยุดทั้ำางาน (∆ctaI, ∆ctaII แลิะ ∆cyd) ทั้ำาให้ปลิ่อยออกซิเจนได้น้อยลิง

ในภาวะทั้ี�มีแสง แลิะเปลิี�ยนวิถีการไหลิข้องอิเลิ็กตรอนไปย้งกระบวนการผลิิตไฮโดรเจน จากการทั้ดลิอง

พื่บว่ามีการแสดงออกข้องเอนไซม์ไบไดเร็กช้้นน้ลิ ฮอกซ์-ไฮโดรจีเนสมากข้่�น ส่งผลิให้ผลิิตไฮโดรเจนได้
มากข้่�นเม่�อเทั้ียบก้บสายพื่้นธีุ์ปรกติในภาวะทั้ี�มีแสง (Gutthann et al., 2007) นอกจากน้�น เม่�อรบกวน
การทั้ำางานข้องกระบวนการด้ดซ่มไนเทั้รตใน Synechocystis PCC 6803 โดยทั้ำาให้เอนไซม์ไนเทั้รต

รีด้กเทั้ส (nitrate reductase) แลิะไนไทั้รต์รีด้กเทั้ส (nitrite reductase) หยุดทั้ำางาน ทั้ำาให้ผลิิต

ไฮโดรเจนได้มากข้่�นเช้่นเดียวก้น (Baebprasert et al., 2011)
๑.๓ การแก้ปัญหาการยับยั�งการทำางานขีองเอนไซม์ไฮโดรจีเนสโดยออกซิเจน
(Overcoming oxygen sensitivity of hydrogenase enzyme)

สาหร่ายสีเข้ียวแลิะไซยาโนแบคทั้ีเรียสามารถส้งเคราะห์แสงได้ โดยจะมีออกซิเจน

ออกมาเป็นผลิิตภ้ณิฑ์์จากการแตกต้วข้องนำ�าในระบบแสง II (Photosystem II) ออกซิเจนน้�นเป็นปัญหาหลิ้ก