磁铁矿促进微生物种间电子传递的机制

摘要：

磁铁矿是自然界中广泛存在的矿物之一,其与互营微生物间的直接接触过程中常常伴随发生不同的电子传递"策略机制",从而直接或间接地提升了微生物的种间电子传递(interspecific electron transfer,IET)过程,有助于互营微生物间的共生长及代谢.这种效应将促进一些环境新能源的可再生应用.系统综述了基于磁铁矿促进强化IET过程中的主要作用机制:(1)磁铁矿具有良好的氧化还原特性,可作为储存电子的"环境电池";(2)磁铁矿表现出良好的导电性,可与OmcS蛋白具有等同效应;(3)磁铁矿对微生物具有特定的生理应激效应,可刺激胞外聚合物的分泌并激活与电子相关的酶活性等.概述了现阶段磁铁矿作为一种廉价的介导材料用于提升IET的环境应用,特别是在强化生物甲烷应用实现二氧化碳减排、微生物脱氯、脱氮及厌氧氧化甲烷等生物工程应用领域中具有无限潜力.针对现阶段应用磁铁矿提升IET环境过程中存在的不足,提出:(1)将磁铁矿作填充床,作为内置厌氧消化装置;(2)对磁铁矿进行修饰/改性,降低铁流失从而提高其稳定性.未来工作将聚焦在结合多组学、同位素标记及搭建可行的方法体系,解析磁铁矿强化直接IET(DIET)作用机制,并深入探究磁铁矿的铁磁效应及促进DIET过程的关联效应.

关键词：直接种间电子传递、磁铁矿、导电性、胞外聚合物、酶

所属期刊栏目：28

分类号：Q949.329;S76;X703

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;温州医科大学科研基金项目;中国科学院重点实验室开放基金

在线出版日期：2023-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1331-1340