異化金屬還原微生物可以通過胞外電子傳遞的方式將胞內(nèi)氧化有機物產(chǎn)生的電子,傳遞至胞外的末端電子受體,此過程對環(huán)境中有機污染物的降解以及重金屬的遷移轉化具有重要意義。目前已知的胞外電子傳遞方式主要有三種,分別為:外膜與電子受體之間的直接接觸,電子穿梭和納米線介導的電子傳遞,而希瓦氏種屬的微生物主要通過穿梭體介導胞外電子傳遞,是否存在其它電子傳遞方式仍不清晰。
近日,廣東省科學院生態(tài)環(huán)境技術研究所劉同旭研究員團隊和李芳柏研究員團隊發(fā)現(xiàn),希瓦氏菌的外膜細胞色素c也可以被釋放到環(huán)境中,并在胞外電子傳遞過程中起到了電子穿梭體的作用。本研究利用缺電子受體的環(huán)境培養(yǎng)希瓦氏菌MR-1,發(fā)現(xiàn)菌細胞在生存過程中,不僅能夠釋放小分子的核黃素等物質(zhì),還能夠釋放出可溶性的外膜細胞色素c。通過構建基元反應動力學模型,結果表明可溶性外膜細胞色素c可以加速電子從細胞轉移到Cr(VI),并且在這個過程中釋放的細胞色素c的相對貢獻大于核黃素等物質(zhì)。
本研究揭示了希瓦氏菌MR-1能夠釋放有機化合物維持胞外電子傳遞的機制,并強調(diào)了這一過程在缺乏電子受體的環(huán)境中的生物地球化學重要性,相關研究成果發(fā)表在環(huán)境科學頂級期刊Environmental Science & Technology(IF= 7.864)。
全文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b06868。
(省科學院生態(tài)環(huán)境所劉同旭/供稿)