“ChemElectroChem∣可溶性亚铁离子，增强希瓦氏菌吸收胞外电极电子”
文献信息：
作者：Karla Abuyen, Mohamed Y. El-Naggar
接收时间：11 January 2023
https://doi.org/10.1002/celc.202200965
ChemElectroChem 影响因子：4.782
背景介绍
胞外电子传递（EET）是一种微生物用来还原或氧化外部不溶性电子受体或供体的过程。我们对这一过程的机理理解大多来源于对跨膜细胞色素复合体和胞外氧化还原穿梭分子的研究，这些穿梭分子介导向外的 EET 到阳极和外部电子受体。相比之下，关于从外部电子供体到细胞的内向 EET 过程的知识存在空白。
在这里，我们描述了可溶性亚铁（外源性 FeCl2）在增强从外源阴极电子输入模式菌株希瓦氏菌（Shewanella oneidensis MR-1 ）胞内的EET过程，其中琥珀酸盐作为细胞内电子受体。这种亚铁浓度依赖性的电子摄取在加入螯合剂后被根除，并且仅在存在琥珀酸还原酶的情况下发生，证实了从阴极到这种周质酶的电子途径。此外，缺乏特定外膜和周质细胞色素的 S. oneidensis 突变株相对于野生型表现出显著降低的电流水平。
这些结果表明，可溶性亚铁可以作为电子载体作用于 S. oneidensis 的 EET 机制。
图文解读
图 1. 氯化亚铁的添加增强了
Shewanella oneidensis MR-1 的阴极电子吸收
(A) 生物电化学反应器的示意图。反应器由一个带塞的玻璃瓶组成，内含石墨工作电极（WE）、铂对电极（CE）、银/氯化银参比电极（RE）以及氮气端口。
(B) 在无氧阴极条件下进行计时电流测量，以 30 mM 琥珀酸作为电子受体，工作电极设置在 -305 mV（相对于标准氢电极 SHE），存在或不存在 1 mM 氯化亚铁。在黑色箭头指示的时间点添加了 1 mM 氯化亚铁。误差条表示三次测量的标准误差。
(C) 在存在或不存在 1 mM 氯化亚铁的情况下，S. oneidensis 的代表性循环伏安图（扫描速率为 1 mV/s），以 30 mM 琥珀酸作为电子受体。
图 2. 氯化亚铁增强的 S. oneidensis
的阴极电流，与浓度有关
(A) 在不同浓度的氯化亚铁下对 S. oneidensis 进行计时电流测量（-305 mV 对比标准氢电极 SHE）：0 mM、0.2 mM、0.6 mM 和 1 mM。30 mM 琥珀酸作为电子受体。误差条表示三次测量的标准误差。
(B) 在不同浓度的氯化亚铁下，S. oneidensis 的代表性循环伏安扫描图（扫描速率为 1 mV/s）。
(A) 代表性的计时电流曲线，显示 S. oneidensis 在石墨电极上，设置在 -305 mV（对比标准氢电极 SHE）的条件下，以 30 mM 琥珀酸作为电子受体。箭头指示添加 FeCl2 和 DFO 的时间点。
(B) 代表性的循环伏安图谱，展示了含细胞和对照裸露电极在有无地洛沙胺的情况下，1 mM FeCl2 的反应情况。
(A) 在 -305 mV（对比标准氢电极 SHE）下，对 S. oneidensis MR-1 野生型和琥珀酸还原酶突变株 (△fccA) 在石墨电极表面的计时电流测量，在 1 mM FeCl2 和 30 mM 琥珀酸作为电子受体的存在下进行。误差条表示三次测量的标准误差。
(B) S. oneidensis MR-1 和 △fccA 在石墨电极上的代表性循环伏安图，以 30 mM 琥珀酸作为电子受体。
表 1. 本研究中使用的菌株
图 5. 亚铁增强的阴极电子吸收，
由 S. oneidensis MR-1 的外膜细胞色素介导
(A) 对 S. oneidensis、mtrC 突变株 (△mtrC)、omcA 突变株 (△omcA)、mtrC 和 omcA 双突变株 (△mtrC/omcA) 以及外膜细胞色素 (OMC) 突变株 (ΔomcA/ΔmtrA/ΔmtrF/ΔdmsE/ΔSO4360/ΔcctA/ΔrecA) 进行计时电流实验（-305 mV 对比标准氢电极 SHE），30 mM 琥珀酸作为电子受体。
亚铁的添加由箭头指示。误差条表示三次测量的标准误差。
(B) 在氮气氛围下，S. oneidensis 野生型和外膜细胞色素突变株的代表性循环伏安图（-465 到 435 mV，扫描速率为 1 mV/s）。
合成生物学相关内容讨论与合作，及文章投稿
欢迎联系我：shalafangjian
了解更多合成生物学内容，请关注 iSynFox 🦊: