Rhodobacter sphaeroides O.U.001 is a purple non-sulphur bacteriumproducing hydrogen under photoheterotrophic, nitrogen limited conditions.Hydrogen is produced by Mo-nitrogenase but substantial amount of H2 is reoxidizedby a membrane bound uptake hydrogenase. In this study, hydrogen production andthe expression of structural nitrogenase genes were investigated by varyingmolybdenum and iron ion concentrations. These two elements are found in thestructure of Mo-nitrogenase and they are important for functioning of the enzyme.The results showed that hydrogen production and nifD gene expression increasedupon increase in molybdenum concentration. Increasing iron concentration had alsopositive effect on hydrogen production and nifK gene expression.To improve the hydrogen producing capacity of R. sphaeroides O.U.001,hupSL genes encoding uptake hydrogenase were disrupted in two different methods.In the first method, hup genes were disrupted by gentamicin resistance geneinsertion. In the second method, part of the hup gene was deleted without usingantibiotic resistance gene.The wild type and the hup- mutant cells showed similar growth patterns butsubstantially more hydrogen was produced by the mutant cells.The genes coding for hox1 hydrogenase of Thiocapsa roseopersicina wasaimed to be expressed in R. sphaeroides O.U.001 to produce H2 under nitrogenaserepressed and mixotrophic conditions. The hox1 hydrogenase genes of T.roseopersicina were cloned and transferred to R. sphaeroides. Although the cloningwas successful, the expression of hydrogenase was not achieved by using either thenative promoter of hox1 hydrogenase or the crtD promoter of T. roseopersicina.

Rhodobacter sphaeroides O.U.001 mor sülfürsüz bir bakteri olup fotoheterotrofik ve kısıtlı azot ortamlarında hidrojen üretebilmektedir. Yabansoy bakteride hidrojen, Mo-nitrojenaz tarafından üretilmekte ancak önemli bir kısmıgerialım hidrojenazı tarafından kullanılmaktadır. Bu çalışmada değişen molibden ve demir derişimlerinin hidrojen üretimine ve Mo-nitrojenaz ı kodlayan genlerin ifadelerine olan etkisi araştırılmıştır. Bu iki element Mo-nitrojenazın yapısındabulunup enzimin fonksiyonu için gereklidir. Sonuçlara göre, hidrojen üretimi ve nifD gen ifadesi artan molibden derişimine paralel olarak artmıştır. Artan demir derişimide hidrojen üretimine ve nifK gen ifadesine olumlu etki yapmıştır. R.sphaeroides O.U.001 de hidrojen üretimi verimliliğini arttırmak için hupSL genleri iki farklı yöntemle bloke edilmiştir. İlk yöntemde, hup genleri, içinegentamisine dirençlilik geni sokularak tahrip edilmiştir. İkinci yöntemde ise, hup geninin bir kısmı silinerek enzim tahrip edilmiştir. Mutant ve yaban soy bakteriler benzer üreme profili göstermiş ve mutant bakteriler önemli derecede daha çokhidrojen üretmişlerdir.Hidrojenin nitrojenaz enziminin baskılandığı koşullardada üretilebilmesi içinThiocapsa roseopersicina da bulunan hox1 hidrojenaz genlerinin, R. sphaeroidesO.U.001 de ifade edilmesi hedeflenmiştir. Bunun için hox1 genleri klonlanmış ve R.sphaeroides O.U.001' e aktarılmıştır. Hox1 ve crtD promotoru kullanılarak yapılanklonlamalar başarılı olmuş ancak hox1 hidrojenazı hücre içinde oluşmamıştır.