Medición del efecto cinético de los isótopos en el transporte microbiano de electrones mediante óxido de deuterio

Resumen

Fuente: Tokunou, Y., et al, Detección electroquímica del efecto del isótopo cinético de deuterio sobre el transporte de electrones extracelulares en Shewanella oneidensis MR-1. J. Vis. Exp. (2018)

Este video demuestra un método electroquímico de célula completa para evaluar cómo la transferencia de protones afecta el transporte extracelular de electrones (EET) en bacterias electroactivas. Al reemplazar los protones con deuterones usando óxido de deuterio, el método mide los cambios en la corriente para revelar un efecto isótopo cinético, destacando el papel del movimiento de los protones en la regulación del flujo de electrones.

Protocolo

1. Adición de agua de deuterio para medir el KIE en el proceso EET (Figura 1)
   1. Confirmar que la producción actual de una biopelícula monocapa de Shewanella oneidensis MR-1 es estable y no aumenta rápidamente. Si la corriente aumenta abruptamente, espere hasta que la corriente se estabilice dentro de un aumento del 5% durante 10 minutos, agregando mediadores electrónicos de transporte como 100 μM de antraquinona-1-sulfonato (α-AQS).
      NOTA: La formación de una biopelícula monocapa en un electrodo de óxido dopado con indio y estaño (ITO) sin contaminación de otras cepas microbianas fue confirmada por secuencias de ADNr y una imagen microscópica electrónica de barrido de la biopelícula en un electrodo ITO. Para confirmar la limitación de velocidad por el proceso EET, monitoree el efecto de agregar mediadores electrónicos de transporte como 100 μM antraquinona-1-sulfonato (α-AQS).
   2. Agregue 40 μL de 50% (v/v) D₂O anóxico en el reactor electroquímico usando una jeringa de modo que la concentración sea de 0,5% (v/v) D₂O en el reactor.
      NOTA: Para evitar daños en la biopelícula por la adición de D₂O, inyecte el D₂O gota a gota.
   3. Espere a que la corriente se estabilice y luego agregue el D₂O hasta 4.0% (v / v).
      NOTA: Para obtener el valor KIE (la relación entre la producción actual en presencia de D₂O y H₂O), verifique el efecto del mismo volumen de adición de H₂O en la producción actual.

Resultados

Figura 1: Efecto de la adición de D₂O en la producción actual de una biopelícula monocapa de S. oneidensis MR-1. Tiempo versus producción actual para una biopelícula monocapa de S. oneidensis MR-1 en un sistema electroquím...

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