Intracellular electron transfer mechanism of typical extracellular respiratory bacteria

舍瓦内拉 硫化地杆菌 北京 化学 电子转移 中国科学院 环境污染 希瓦氏菌属 细胞外 环境化学 细菌 生物 生物化学 环境科学 环境保护 生物膜 中国 地理 遗传学 考古 有机化学
作者
赵昕宇 ZHAO Xinyu,何小松 HE Xiaosong,檀文炳 TAN Wenbing,高如泰 GAO Rutai,席北斗 XI Beidou,李丹 Li Dan,张慧 ZHANG Hui
出处
期刊:Acta Ecologica Sinica [Elsevier BV]
卷期号:37 (8) 被引量:1
标识
DOI:10.5846/stxb201412262581
摘要

PDF HTML阅读 XML下载 导出引用 引用提醒 典型胞外呼吸细菌的胞内电子转移机制研究进展 DOI: 10.5846/stxb201412262581 作者: 作者单位: 北京师范大学水科学研究院,中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地,中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地,中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地,北京师范大学水科学研究院,中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地,中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地;中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地 作者简介: 通讯作者: 中图分类号: 基金项目: 国家杰出青年科学基金项目(51325804);国家自然科学青年基金项目(51408573) Intracellular electron transfer mechanism of typical extracellular respiratory bacteria Author: Affiliation: College of Water Science,Beijing Normal University,Beijing,State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing,State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing,State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing,College of Water Science,Beijing Normal University,Beijing,State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing,State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing Fund Project: 摘要 | 图/表 | 访问统计 | 参考文献 | 相似文献 | 引证文献 | 资源附件 | 文章评论 摘要:胞外呼吸在污染物的降解转化和微生物产电过程中具有重要作用。微生物进行胞外呼吸时,其电子受体多以固态形式存在于胞外,氧化产生的电子必须通过电子传递链从胞内经细胞周质转移到外膜。S.oneidensis MR-1与G. Sulfurreducens作为微生物燃料电池中最常用的模式菌株,是现阶段研究最深入和系统的胞外呼吸细菌,其胞内电子传递过程目前研究最为清楚。这两种胞外呼吸细菌的电子传递需多种细胞色素c的参与,S.oneidensis MR-1位于内膜及周质上的细胞色素c-CymA和MtrA可将电子由内膜上的醌池通过周质到外膜蛋白MtrC和OmcA,MtrC和OmcA接收电子后可直接还原胞外受体,Type Ⅱ secretion system对外膜蛋白中的MtrC和OmcA起到了转运及定位的作用。而在G. sulfurreducens中,电子由MacA传递到PpcA,最终由外膜蛋白OmcB、OmcE、OmcS及OmcZ接受电子,并在Type Ⅳ pili的共同作用下将电子传递到胞外电子受体。本文最后指出目前对Shewanella与Geobacter胞内电子转移研究尚不清楚的地方提出展望。 Abstract:The reduction of humus and metals such as Fe and Mn is a challenge for microorganisms, as these substances have low water solubility and cannot enter into cell envelopes. Extracellular electron transfer is defined as the process through which electrons derived from the oxidation of electron donors are transferred from the inner membrane to the outer membrane of the cell to reduce an extracellular terminal electron acceptor. S. oneidensis MR-1 and G. sulfurreducens are the most frequently used organisms for extracellular respiratory bacteria experiments because they have developed electron transfer strategies that require mutiheme c-type cytochromes (c-Cyts). In S. oneidensis MR-1, multiheme c-Cyts, CymA, and MtrA are believed to transfer electrons from the inner membrane qunione/quinol pool through the periplasm to the outer membrane (OmcA, MtrC). The Type Ⅱ secretion system of S. oneidensis MR-1 was due to the direct involvement of translocation of MtrC and OmcA to the bacterial cell surface. The decaheme c-Cyts, MtrC, and OmcA can directly reduce the extracellular electron acceptors. Likewise, for G. sulfurreducens, MacA delivered electrons from the inner membrane to PpcA in periplasm, and PpcA subsequently transferred electrons to the OMCs (OmcB, OmcE, OmcS, and OmcZ) and Type Ⅳ pili that were hypothesized to relay the electrons to extracellular electron acceptors. This review summarizes the recent advances of extracellular electron transfer mechanisms with a focus on Shewanella and Geobacter. 参考文献 相似文献 引证文献

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