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电子穿梭体介导的微生物胞外电子传递:机制及应用
  • ISSN号:1005-281X
  • 期刊名称:《化学进展》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学] X13[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:[1]中国科学院广州地球化学研究所,广州510640, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]广东省生态环境与土壤研究所广东省农业环境综合治理重点实验室,广州510650, [4]中国热带农业科学院分析测试中心,海口571101
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.41301256,31470561); 广东省自然科学基金项目(No.S20120011151,S2013040015231)资助
中文摘要:

厌氧条件下微生物将电子传递给胞外电子受体的现象非常普遍,电子穿梭体(electron shuttle,ES)是介导胞外电子传递过程的重要途径之一,但其具体的机制尚未明晰。一部分微生物自身能分泌一些物质作为内生ES,另一部分微生物能利用天然存在或人工合成的某些物质作为外生ES,并将其携带的电子传递至微生物胞外电子受体。ES介导微生物胞外电子传递的基本过程为:氧化态电子穿梭体(ESox)接受电子变成还原态(ESred),ESred传递电子给胞外电子受体,自身再次氧化成ESox,从而循环往复。本文重点介绍不同种类ES及其电子穿梭机制,以及ES的分子扩散、氧化还原电势及电子转移能力对胞外电子传递过程的影响。ES介导的胞外电子传递过程直接影响污染物转化和微生物产电,因此在污染修复及生物能源等方面具有重要的应用前景。

英文摘要:

Under anaerobic conditions,many microorganisms are capable of extracellular respiration involving electron transfer to or from extracellular substrates such as iron( hydr) oxides and humic substances. Electron shuttling is one of the significant strategies for extracellular electron transfer,however,the involved mechanism has not been thoroughly understood. Electron shuttles can be divided into endogenous electron shuttles that are self-produced by microbes themselves and exogenous electron shuttles that are natural substances or artificially synthesized materials. Electron shuttle-mediated extracellular electron transfer generally involves the following reactions: the oxidized form of electron shuttles( ESox) accept electrons from the oxidization of organic matter and become as the reduced form of electron shuttles( ESred),then ESred transfer electrons to extracellular electron acceptors and return to ESox. Through these steps,electron shuttles can be reversibly oxidized and reduced. This review mainly focuses on the electron transfer mechanisms of different electron shuttles,and the factors affecting extracellular electron transfer such as the molecule diffusion,redox potential and electron transfer capacity of electron shuttles. Electron shuttle-mediated extracellular electron transfer has significant influence on contaminants degradation and microbial electrogenesis,thus the better understanding of their mechanisms is very important to their implications in bioremediation and bioenergy.

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期刊信息
  • 《化学进展》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院基础研究局 化学部 文献情报中心
  • 主编:
  • 地址:北京中关村四环西路33号
  • 邮编:100080
  • 邮箱:scinfo@mail.las.ac.cn
  • 电话:010-82627757
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-281X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3383/O6
  • 邮发代号:82-645
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21655