碳酸钙调控产气荚膜梭菌BJ-10代谢通路提升生物制氢效率的分子机制

研究人员通过探究CaCO3对产气荚膜梭菌(Clostridium butyricum) BJ-10发酵产氢的促进作用，发现50 mmol·L-1 CaCO3可使产氢量提升193%。转录组分析揭示其通过上调pgm/eno/pflD等糖代谢基因表达，优化pH环境实现制氢增效，为生物氢能技术开发提供理论依据。

　　

这项研究深入解析了碳酸钙(CaCO₃)促进产气荚膜梭菌(Clostridium butyricum) BJ-10生物制氢的分子机制。实验显示，添加50 mmol·L^-1 CaCO₃使累积产氢量达到3726.27 mL·L^-1，较对照组提升193%。通过对比CaCl₂、Na₂CO₃和pH控制实验，证实CaCO₃的核心作用在于维持发酵液适宜pH范围。

转录组分析发现，CaCO₃处理组共有222个基因发生显著表达变化，其中糖代谢关键基因pgm(磷酸甘油酸变位酶)上调1.95倍，eno(烯醇化酶)上调2.33倍，pflD(丙酮酸甲酸裂解酶)更显著上调3.43倍。这些基因表达变化直接加速了糖酵解进程，并通过增强丙酮酸代谢途径促进氢气合成。该发现为微生物制氢工艺优化提供了重要靶点，推动生物能源领域的可持续发展。