ՄԹՆԱՅԻՆ ԵՎ ԼՈՒՍԱՅԻՆ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐԻ ՀԱՄԱԿՑՄԱՆ ԱԶԴԵՑՈՒԹՅՈՒՆԸԿԱՆԱՉ ՄԻԿՐՈՋՐԻՄՈՒՌ Parachlorella kessleri-Ի H2-Ի ԵԼՔԻ ՎՐԱ Կանաչ միկրոջրիմուռները կենսատեխնոլոգիայի հեռանկարային օբյեկտներիցեն։
  Դրանք բնութագրվում են նյութափոխանակության բարձր ճկունությամբ և ունակեն սթրեսային որոշակի պայմաններում բջջում հակաօքսիդանտային ակտիվությամբօժտված տարբեր միացություններ կուտակել ` կարոտինոիդներ, տոկոֆերոլներ, վիտամիններ և այլն [1]։
  Կանաչ միկրոջրիմուռները որպես հումք կիրառվում են տնտեսության  տարբեր  բնագավառներում՝  սննդաարդյունաբերությունում,  դեղագործության ու գյուղատնտեսության մեջ, ինչպես նաև՝ կոսմետոլոգիայում։
 Որոշ կանաչ միկրոջրիմուռներ ֆոտոսինթեզի ընթացքում ունակ են նաև կենսաջրածին (H2) արտադրել` օգտագործելով լույսը որպես էներգիայի աղբյուր [2, 1, 3]։
  H2Oի ֆոտոճեղքման ժամանակ առաջացած էլեկտրոններն, անցնելով ֆոտոսինթեզայինէլեկտրոն փոխադրող շղթա, կարող են կապվել H2-ի արտադրության համար պատասխանատու ֆերմենտի` հիդրոգենազի հետ, ինչի հետևանքով առաջանում է H2 [2]։
 Ներկայումս միկրոջրիմուռներում H2-ի արտադրությունը մեծ հետաքրքրություն էներկայացնում  մի  շարք  առավելությունների  շնորհիվ,  օրինակ՝  բնական  ծագման,արևի էներգիայի ու սուբստրատի` ջրի, վերականգնվելու ունակությունների, ինչպեսնաև ոչ թունավոր ելանյութի` Օ2-ի առկայության շնորհիվ [2, 1]։
  H2-ի էներգետիկայիկարևոր  ասպեկտներից  է  H2 արտադրող  օրգանիզմների  և  H2-ի  բարձր  ելքն  ապահովող պայմանների ընտրությունը։
  Այդ առումով Հայաստանում մեկուսացված կանաչմիկրոջրիմուռ Parachlorella kessleri-ի կիրառումը կարևոր է՝ որպես նոր մոտեցում H2ի տեխնոլոգիայի զարգացման համար։
 Լույսը ֆոտոտրոֆների աճը կարգավորող և H2-ի արտադրությունը ապահովողկարևոր գործոններից է։
  Լույսի բավարար ինտենսիվությունը ֆոտոսինթեզի ընթացքում էլեկտրոնների տեղափոխման ժամանակ ապահովում է վերականգնված համարժեքներ և ԱԵՖ՝ նպաստելով H2-ի արտադրությանը [4, 5]։
 Սակայն մթնային և լուսային պայմանների համակցման դերը կանաչ ջրիմուռներում H2-ի արտադրության գործընթացում դեռևս ուսումնասիրված չէ։
  Տվյալ փուլերիհամակցումը կարող է ձևափոխել ֆոտոտրոֆների նյութափոխանակությունը և ազդելH2-ի ելքի վրա։
 Սույն աշխատանքում հետազոտվել է կանաչ միկրոջրիմուռ P. kessleri-ում H2-իարտադրությունը մթնային և լուսային փուլերի համակցման պայմաններում։
 Հետազոտման օբյեկտը և մեթոդները։
  Որպես հետազոտման օբյեկտ ծառայելէ կանաչ միկրոջրիմուռ P. kessleri RA-002։
  Այն աճեցվել է Տամիայի հեղուկ սննդամիջավայրում աերոբ պայմաններում` 100 պ/ր արագությամբ թափահարմամբ, 25 0Cջերմաստիճանի, pH 7.5 և 2000 լյուքս լուսավորության ներքո։
 H2-ի  արտադրության  ուսումնասիրման  համար  ջրիմուռը  աճման  ստացիոնարփուլում  ցենտրիֆուգվել  է  2000  պ/ր  արագությամբ,  տեղափոխվել  Տրիսացետատբուֆերային  (TAP)  միջավայր  (անաերոբ  պայմաններ,  pH  7.5)։
   Որպես  ածխածնիաղբյուրներ օգտագործվել են ացետատը, ֆրուկտոզը և գլյուկոզը՝ 1 գ/լ կոնցենտրացիայով։
 P. kessleri-ի աճին հետևել ենք 680 նմ (ՕԽ680) երկարության լույսի ալիքի տակկախույթի  օպտիկական  խտության  չափման  միջոցով  Spectro  SP-2000  (Hinotek,China) սպեկտրոֆոտոմետրի օգնությամբ [7]։
 Միջավայրի pH-ը որոշվել է pH-մետրի (pH 302, Hanna Instruments, Պորտուգալիա) օգնությամբ և կարգավորվել 0.1 Մ NaOH-ով։
  Աճման միջավայրի pH-ը պահպանվել է 7.5-ի սահմանում [6]։
  Միջավայրի ՕՎՊ-ն որոշվել է են ЭПВ-01 տեսակի պլատինե ապակյա էլեկտրոդի (Գոմելի չափիչ սարքերի գործարան, Բելառուս) միջոցով [6]։
 Պլատինե էլեկտրոդի գրանցած ՕՎՊ-ի անկման կայունացումից հետո որոշվել է H2-իելքը (հաշվարկվել է ըստ ՕՎՊ-ի մեծության, և արտահայտվել է մմոլ/լ) [6, 7]։
 Հետազոտությունների արդյունքները. P. kessleri-ի միջավայրի pH-ի և ՕՎՊ-իփոփոխությունները մթնային և լուսային փուլերի համակցման պայմաններում։
 Տվյալ աշխատանքում հետազոտվել է կանաչ միկրոջրիմուռ P. kessleri-ում միջավայրի pH-ի և ՕՎՊ-ի փոփոխությունները մթնային և լուսային փուլերի համակցմանպայմաններում։
   Այդ  նպատակով  կիրառվել  են  համակցման  չորս  պայմաններ`  1-ինկուլտուրան  լուսավորվել  է  աճման  ամբողջ  ընթացքում,  2-րդը  գտնվել  է  մթնայինպայմաններում, 3-րդ կուլտուրան լուսավորվել է 24 ժ ընթացքում, ապա տեղափոխվելմթության մեջ, իսկ 4-րդ կուլտուրան լուսավորվել է 24 ժ մթնային փուլից հետո։
 pH-ը  և  ՕՎՊ-ն  մանրէների  աճման  միջավայրի  կարևոր  չափանիշներից  են.Դրանք կարող են ազդել ինչպես H2 արտադրող ֆերմենտների ակտիվության վրա,այնպես էլ՝ H2-ի նյութափոխանակային ուղիների [4, 5]։
  Ացետատի առկայությամբ P.kessleri-ի միջավայրի pH-ն անաէրոբ պայմաններում աճման ընթացքում (մինչև 72 ժ)աճում  է  7.5-ից  մինչև  8.0  (Նկար  1)։
   Սակայն  ածխածնի  մյուս  երկու  աղբյուրներիառկայությամբ դիտվում է pH-ի նվազում մինչև 7.0, որը կարող է պայմանավորվածլինել  նյութափոխանակության  տարբեր  արգասիքների  առաջացմամբ  (Նկար  1)։
 Հատկանշական է, որ մթնային ու լուսային փուլերի համակցման դեպքում pH-ի աճնավելի փոքր է, իսկ մթության պայմաններում pH-ի արժեքը գրեթե չի փոխվում։
 Նկար 1. Մթնային և լուսային փուլերի համակցման ազդեցությունր ածխածնի տարբերաղբյուրների առկայությամբ աճեցված P. kessleri-ի միջավայրի pH-ի փոփոխության վրա(pH-ը որոշվել է ըստ սկզբնական և 72 ժ ընթացքում աճեցված կուլտուրայի pH-իտարբերության)։
 Ածխածնի  օրգանական  տարբեր  աղբյուրները  և  մթնային  ու  լուսային  փուլերիհամակցումը տարբեր կերպ են ազդում P. kessleri-ի միջավայրի ՕՎՊ-ի վրա (Նկար2)։
   Գլյուկոզի  առկայությամբ  72  ժամ  անընդհատ  լուսավորության  պայմաններումաճեցված P. kesleri-ի ՕՎՊ-ն աստիճանաբար նվազել է  մինչև -450±15 մՎ (Նկար 2)։
 ՕՎՊ-ի  նման  անկումը  վկայում  է  վերականգնողական  գործընթացների  խթանմանմասին (բնութագրում են ջրիմուռների նյութափոխանակությունը անաէրոբ պայմաններում և H2-ի արտադրությունը)։
  72 ժամ մթության պայմաններում գտնվող P.kessleri-ի  միջավայրի  ՕՎՊ  գրեթե  չի  փոխվել.  այն  նվազել  է  մինչև  110±10  մՎ  (Նկար  2)։
 Լուսավորության  24  ժամից  հետո  մթության  մեջ  տեղափոխված  միկրոջրիմուռներիՕՎՊ-ի  նվազել  մինչև  -520±20  մՎ  (Նկար  2)։
   ՕՎՊ-ի  այսպիսի  փոփոխությունըկապված է թթվածնի արտադրության նվազման և ջրածնի արտադրության խթանմանհետ։
  Սակայն, երբ 24 ժամ մթության մեջ պահվելուց հետո P. kessleri-ն տեղափոխվելէ լույսի ներքո, ՕՎՊ-ի արժեքը կազմել է -400±10 մՎ (Նկար 2)։
 Նկար 2. Մթնային և լուսային փուլերի համակցման ազդեցությունր P. kessleri-ի ՕՎՊ-իփոփոխության վրա (գլյուկոզի առկայությամբ)P. kessleri-ում H2-ի ելքը մթնային և լուսային փուլերի համակցման պայմաններում։
   Ինչպես  հայտնի  է,  կանաչ  ջրիմուռները  Н2  են  արտադրում  ֆոտոսինթեզիընթացքում՝ օգտագործելով լույսը որպես էներգիայի աղբյուր [2, 1, 3]։
 Ինչպես երևում է նկար 3-ից, P. kessleri-ում ածխածնի բոլոր աղբյուրների առկայությամբ  72  ժամ  անընդհատ  լուսավորության  պայմաններում  դիտվել  է  H2-իարտադրություն։
   Սակայն,  երբ  P.  kessleri-ն  տեղափոխվել  է  մթության  մեջ  24  ժամլուսավորությունից  հետո,  H2-ի  ելքը  1.5  անգամ  գերազանցել  է  անընդհատ  լուսավորության պայմաններում գտնվող միկրոջրիմուռում H2-ի արտադրությանը (Նկար 3),ինչը  կարող  է  պայմանավորված  լինել  Fe-հիդրոգենազի  սինթեզի  խթանմամբ,  որըտեղի է ունենում անաերոբ մթնային պայմաններում։
 Նկար 3. Մթնային և լուսային փուլերի համակցման ազդեցությունը ածխածնի տարբերաղբյուրների առկայությամբ աճեցված P. kessleri-ի H2-ի ելքը վրա Երբ  միկրոջրիմուռը  լուսավորվել  է  24  ժամ  մթնային  փուլից  հետո,  H2-ի  ելքնանընդհատ լուսավորության պայմաններում գտնվող P. kessleri-ի համեմատությամբնվազել  է  մոտ  երկու  անգամ,  ինչը  կարող  է  պայմանավորված  լինել  լույսի  ներքոընթացող  ֆոտոսինթեզի  ժամանակ  Օ2-ի  սինթեզով,  որն  արգելակում  է  հիդրոգենազային  ակտիվությունը  (Նկար  3)։
   Մթության  մեջ  պահվող  միկրոջրիմուռում  H2-իարտադրություն  տեղի  չի  ունեցել,  ինչը  վկայում  է  տվյալ  գործընթացում  ֆոտոսինթեզային համակարգի դերի մասին (Նկար 3)։
 Այսպիսով,  ստացվել  են  փորձարարական  նոր  տվյալներ,  որոնք  կնպաստենկանաչ  միկրոջրիմուռներում  H2-ի  բարձր  ելք  ապահովող  լուսավորության  օպտիմալպայմանների ընտրությանը։
 ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ[3] Sharma A., Arya K. S., Hydrogen from Algal Biomass։
  A Review of Production process.[6] Թռչունյան Ա., Բաղրամյան Կ., Փոլադյան Ա., Գաբրիելյան Լ. Կենսաբանականթաղանթների  կենսաֆիզիկա,  կենսաէներգետիկա  և  կենսաքիմիա,  ԵՊՀ  հրատարակչություն, 2012, 128 էջ։
 Conditions. J Photochem Photobiol B։
  Biology 2017, 175, pp. 207–10. Մանոյան Ջեմմա ՄԹՆԱՅԻՆ ԵՎ ԼՈՒՍԱՅԻՆ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐԻ ՀԱՄԱԿՑՄԱՆ ԱԶԴԵՑՈՒԹՅՈՒՆԸԿԱՆԱՉ ՄԻԿՐՈՋՐԻՄՈՒՌ Parachlorella kessleri-Ի H2-Ի ԵԼՔԻ ՎՐԱԲանալի բառեր` Parachlorella kessleri, մթնային և լուսային պայմաններիհամակցում, կենսաջրածին։

Ուսումնասիրվել է մթնային և լուսային պայմանների համակցման ազդեցությունը  կանաչ  միկրոջրիմուռ  Parachlorella  kessleri-ում  H2-ի  արտադրության  վրա։
   Ցույց  է  տրվել, որ երբ P. kessleri-ին տեղափոխվել է մթության մեջ 24 ժ լուսավորությունից  հետո,  H2-ի  ելքն  աճել  է  1.5  անգամ  անընդհատ  լուսավորության  պայմաններում  գտնվող միկրոջրիմուռի համեմատությամբ, ինչը կարող է պայմանավորված լինել Feհիդրոգենազի ակտիվացմամբ և անաերոբ պայմանների ստեղծմամբ։
