Multiple regulatory mechanisms in the chloroplast of green algae: relation to hydrogen production

Abstract

A complex regulatory network in the chloroplast of green algae provides an efficient tool for maintenance of energy and redox balance in the cell under aerobic and anaerobic conditions. In this review, we discuss the structural and functional organizations of electron transport pathways in the chloroplast, and regulation of photosynthesis in the green microalga Chlamydomonas reinhardtii. The focus is on the regulatory mechanisms induced in response to nutrient deficiency stress and anoxia and especially on the role of a hydrogenase-mediated reaction in adaptation to highly reducing conditions and ATP deficiency in the cell.

Produção de hidrogênio por <i>Chlamydomonas </i>spp. e <i>Anabaena</i> spp.

“…As divisões deste grupo são distinguidas pela diversidade química e diferenças morfológicas (STEVENSON, 1996) etapas posteriores da pesquisa e possivelmente prever a cepa que poderia ter melhor desempenho na produção de hidrogênio ao se destacar quanto ao seu crescimento e obtenção de biomassa, uma vez que é necessário elevada densidade das culturas para que ocorra a produção de hidrogênio (KOSOUROV et al, 2002;TAMBURIC et al, 2011;ANTAL et al, 2015).…”

“…Dessa forma, há comprometimento na fotólise da água e, consequentemente, decréscimo nas concentrações de oxigênio, tornando o meio anaeróbio e permitindo a produção de hidrogênio através da fonte energética da luz e da hidrogenase (MELIS et al, 2000;ZHANG;MELIS, 2002;ANTAL et al, 2015). Há compensação entre a produção reduzida de oxigênio e consumo deste na respiração, proporcionando um ambiente anóxico (TAMBURIC et al, 2011;XU et al, 2014).…”

“…Porém, como parte importante do metabolismo anaeróbio do piruvato ocorre no cloroplasto, há competição entre a formação dos metabólitos da fermentação e redução do hidrogênio (CATALANOTTI et al, 2013;ANTAL et al, 2015).…”

“…As proporções destes diferentes produtos irão variar de acordo com as condições ambientais em que o organismo se encontra (ANTAL et al, 2015;YANG et al, 2015).…”

“…Além disso, para solucionar estes problemas, técnicas de engenharia molecular foram desenvolvidas para produzir hidrogenases mais tolerantes ao oxigênio (MCTAVISH; SAYAVEDRA- SOTO, 1995;GHIRARDI et al, 2015), beneficiando a produção de hidrogênio, aumentando a produtividade das cepas (GODAUX et al, 2013 (NEILSON et al, 1971;BOTHE et al, 2010;YEAGER et al, 2011;ANTAL et al, 2015).…”