From chemolithoautotrophs to electrolithoautotrophs: CO2 fixation by Fe(II)-oxidizing bacteria coupled with direct uptake of electrons from solid electron sources

固碳 氧化剂 电子传输链 化学 化学渗透 碳纤维 微生物燃料电池 电子 环境化学 材料科学 化学工程 电极 光合作用 生物化学 物理 工程类 物理化学 复合材料 ATP合酶 复合数 有机化学 阳极 量子力学
作者
Takumi Ishii,Satoshi Kawaichi,Hirotaka Nakagawa,Kazuhito Hashimoto,Ryuhei Nakamura
出处
期刊:Frontiers in Microbiology [Frontiers Media]
卷期号:6 被引量:112
标识
DOI:10.3389/fmicb.2015.00994
摘要

At deep-sea vent systems, hydrothermal emissions rich in reductive chemicals replace solar energy as fuels to support microbial carbon assimilation. Until recently, all the microbial components at vent systems have been assumed to be fostered by the primary production of chemolithoautotrophs; however, both the laboratory and on-site studies demonstrated electrical current generation at vent systems and have suggested that a portion of microbial carbon assimilation is stimulated by the direct uptake of electrons from electrically conductive minerals. Here we show that chemolithoautotrophic Fe(II)-oxidizing bacterium, Acidithiobacillus ferrooxidans, switches the electron source for carbon assimilation from diffusible Fe(2+) ions to an electrode under the condition that electrical current is the only source of energy and electrons. Site-specific marking of a cytochrome aa3 complex (aa3 complex) and a cytochrome bc1 complex (bc1 complex) in viable cells demonstrated that the electrons taken directly from an electrode are used for O2 reduction via a down-hill pathway, which generates proton motive force that is used for pushing the electrons to NAD(+) through a bc1 complex. Activation of carbon dioxide fixation by a direct electron uptake was also confirmed by the clear potential dependency of cell growth. These results reveal a previously unknown bioenergetic versatility of Fe(II)-oxidizing bacteria to use solid electron sources and will help with understanding carbon assimilation of microbial components living in electronically conductive chimney habitats.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
monned发布了新的文献求助10
1秒前
日出发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
4秒前
4秒前
aaa驳回了情怀应助
5秒前
逆袭者完成签到,获得积分10
6秒前
wzc完成签到 ,获得积分10
7秒前
xs应助无趣养乐多采纳,获得10
7秒前
7秒前
俭朴映阳发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Triumph完成签到,获得积分10
9秒前
xing发布了新的文献求助30
11秒前
浮游应助杀手小鸡采纳,获得10
11秒前
11秒前
重要山彤发布了新的文献求助10
11秒前
jszhoucl完成签到,获得积分20
11秒前
木风2023发布了新的文献求助10
12秒前
zzz完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
赘婿应助冷酷的雨采纳,获得30
14秒前
熙熙攘攘完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
家夜雪发布了新的文献求助10
15秒前
日出完成签到,获得积分20
15秒前
1wEi完成签到,获得积分10
16秒前
俭朴映阳完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
浮生梦应助坚持坚持采纳,获得10
19秒前
安详的小凝完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
科研通AI5应助涛tao采纳,获得10
20秒前
核桃发布了新的文献求助10
22秒前
zzz发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
LRZ Gitlab附件(3D Matching of TerraSAR-X Derived Ground Control Points to Mobile Mapping Data 附件) 2000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
Handbook of Social and Emotional Learning 800
Risankizumab Versus Ustekinumab For Patients with Moderate to Severe Crohn's Disease: Results from the Phase 3B SEQUENCE Study 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5133743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4334831
关于积分的说明 13504753
捐赠科研通 4171865
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2287349
邀请新用户注册赠送积分活动 1288291
关于科研通互助平台的介绍 1229142