希瓦氏菌在赤铁矿表面吸附及对矿物的还原机制：BpfA蛋白的作用

发布时间：2025-03-15 00:38

　　铁氧化物是土壤环境中广泛存在的活性物质,是污染物的有效吸附剂和异化铁还原细菌的能量来源。在缺少氧气和其他电子受体的土壤环境中,异化铁还原细菌可将铁氧化物作为电子受体进行还原。矿物-微生物界面的电子传递过程不仅能够驱使矿物发生溶解、沉淀、转化等多种反应,而且对微生物的生长、代谢和群落演替也有重要影响。细菌与矿物之间进行电子传递主要通过直接接触、分泌螯合剂、利用电子穿梭体和导电菌毛等方式进行,其中在直接接触的过程中,电子传递效率最高。因此,细菌与铁氧化物的接触吸附是胞外电子传递的关键步骤,在铁还原过程及其驱动的元素循环中发挥着重要作用。希瓦氏菌（Shewanella）是环境中最常见的具备铁氧化物还原能力的细菌之一,也是胞外电子传递研究中的典型代表。本研究选取土壤中常见的希瓦氏菌模式菌株（Shewanella oneidensis MR-1）和Bpf A粘附蛋白缺失的希瓦氏菌突变菌株作为实验材料进行吸附动力学和电化学实验,研究得到主要结果如下:使用耗散石英晶体微天平（QCM-D）进行吸附动力学实验,并把实验数据拟合到等效电路（EC）模型中,我们发现Bpf A粘附蛋白缺失后,细菌在赤铁矿表面表现...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 微生物与铁氧化物之间的电子传递过程
    1.2 异化铁还原细菌与铁氧化物接触吸附的研究
    1.3 BPFA粘附蛋白
    1.4 研究目的与意义
    1.5 技术路线
2 材料与方法
    2.1 矿物材料
    2.2 细菌的培养
    2.3 ZETA电位的测定
    2.4 细胞壁结合态蛋白质与多糖的测定
    2.5 细胞表面疏水性测定
    2.6 荧光蛋白表达质粒的导入(接合法)
    2.7 细胞CFU计数
    2.8 平行板流动池吸附定量实验
    2.9 QCM-D吸附动力学实验
    2.10 等效电路(EC)模型
    2.11 细菌样品的红外光谱表征
    2.12 衰减全反射-傅里叶变换红外光谱测定
    2.13 二维相关分析数据处理
    2.14 双室三电极工作系统
    2.15 赤铁矿修饰的阳极
    2.16 主要实验试剂
    2.17 电化学测量
    2.18 阳极表面吸附态细菌定量
3 结果与分析
    3.1 细胞表面性质分析
    3.2 吸附定量分析
    3.3 吸附动力学分析
    3.4 细菌在赤铁矿表面吸附动力学的红外光谱分析
    3.5 二维红外分析细菌与赤铁矿的相互作用
    3.6 电化学系统性能分析
    3.7 赤铁矿修饰的阳极表面吸附态细菌的定量
4 讨论
    4.1 野生型希瓦氏菌与BPFA蛋白缺失突变株在赤铁矿表面吸附的动力学特征及分子尺度吸附过程
    4.2 野生型希瓦氏菌与BPFA蛋白缺失突变株还原赤铁矿过程中胞外电子传递的特点
5 结论
参考文献
致谢



本文编号：4034875