Rate-Limiting Mass Transfer in Micropollutant Degradation Revealed by Isotope Fractionation in Chemostat

恒化器 化学 阿特拉津 环境化学 分馏 同位素分析 同位素稀释 稳定同位素比值 同位素分馏 生物降解 同位素 杀虫剂 色谱法 细菌 生态学 生物 有机化学 质谱法 物理 量子力学 遗传学
作者
Benno N. Ehrl,K. Kundu,Mehdi Gharasoo,Sviatlana Marozava,Martin Elsner
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:53 (3): 1197-1205 被引量:51
标识
DOI:10.1021/acs.est.8b05175
摘要

Biodegradation of persistent micropollutants like pesticides often slows down at low concentrations (μg/L) in the environment. Mass transfer limitations or physiological adaptation are debated to be responsible. Although promising, evidence from compound-specific isotope fractionation analysis (CSIA) remains unexplored for bacteria adapted to this low concentration regime. We accomplished CSIA for degradation of a persistent pesticide, atrazine, during cultivation of Arthrobacter aurescens TC1 in chemostat under four different dilution rates leading to 82, 62, 45, and 32 μg/L residual atrazine concentrations. Isotope analysis of atrazine in chemostat experiments with whole cells revealed a drastic decrease in isotope fractionation with declining residual substrate concentration from ε(C) = -5.36 ± 0.20‰ at 82 μg/L to ε(C) = -2.32 ± 0.28‰ at 32 μg/L. At 82 μg/L ε(C) represented the full isotope effect of the enzyme reaction. At lower residual concentrations smaller ε(C) indicated that this isotope effect was masked indicating that mass transfer across the cell membrane became rate-limiting. This onset of mass transfer limitation appeared in a narrow concentration range corresponding to about 0.7 μM assimilable carbon. Concomitant changes in cell morphology highlight the opportunity to study the role of this onset of mass transfer limitation on the physiological level in cells adapted to low concentrations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
直率自中应助方青松采纳,获得30
1秒前
zd完成签到 ,获得积分10
2秒前
顾瞻完成签到,获得积分10
2秒前
zjr完成签到,获得积分10
2秒前
LEEDER发布了新的文献求助30
2秒前
充电宝应助悦悦采纳,获得10
3秒前
橙辣辣发布了新的文献求助10
5秒前
斯文败类应助小龙虾仙女采纳,获得10
5秒前
ysw发布了新的文献求助10
5秒前
牙牙完成签到 ,获得积分10
5秒前
龙仔完成签到,获得积分20
6秒前
小桔啊完成签到 ,获得积分10
7秒前
田様应助犹豫酸奶采纳,获得10
7秒前
搞怪文轩完成签到,获得积分10
7秒前
phy完成签到,获得积分10
10秒前
深情安青应助拼搏的乐双采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
qifeng发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
Trin完成签到,获得积分10
13秒前
Ava应助yl采纳,获得10
13秒前
13秒前
LittleSyar发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
烂漫乐曲完成签到 ,获得积分10
17秒前
夜雨完成签到,获得积分10
17秒前
huang应助谈笑间采纳,获得10
17秒前
18秒前
科研通AI2S应助li采纳,获得30
18秒前
末鸭梨完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
Marvin发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
The Cambridge Handbook of Intellectual Property and Upcycling 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7210706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8843402
关于积分的说明 18662179
捐赠科研通 6862758
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3182572
关于科研通互助平台的介绍 2343014
邀请新用户注册赠送积分活动 2156932