Messung des kinetischen Isotopeneffekts auf den mikrobiellen Elektronentransport mit Hilfe von Deuteriumoxid

Beginnen Sie mit elektrochemischen Kammern mit einer leitfähigen Elektrodenoberfläche, die mit einem Monolayer-Biofilm aus elektroaktiven Mikroben bedeckt ist.

Diese Mikroben verwenden Cytochrome der äußeren Membran, um intrazelluläre Elektronen über den extrazellulären Elektronentransport (EET) auf die Elektrode zu übertragen und so Strom zu erzeugen.

Dieser Elektronenfluss ist mit dem Protonentransfer gekoppelt, um das Ladungsgleichgewicht in der Membran aufrechtzuerhalten.

Geben Sie in die Testkammer ein kleines Volumen Deuteriumoxid oder D₂O.

Deuterium ersetzt Protonen und bewegt sich langsam, wodurch der protonengekoppelte Elektronentransfer reduziert und der Strom verringert wird. Die mikrobielle Anpassung führt zu einer teilweisen Wiederherstellung des Stroms.

Fügen Sie sequentiell steigende Konzentrationen von D₂O hinzu und überwachen Sie aktuelle Änderungen.

Fügen Sie in der Kontrollkammer das gleiche Volumen H₂O hinzu, um sich schnell bewegende Protonen zu liefern, die den Elektronenfluss unterstützen und den Strom stabilisieren.

Berechnen Sie den kinetischen Isotopeneffekt, das Verhältnis der Stromproduktion in Gegenwart von D₂O und H₂O, um zu bestätigen, dass der Protonentrans