מדידת השפעת האיזוטופ הקינטי על הובלת אלקטרונים מיקרוביאלית באמצעות תחמוצת דאוטריום

תקציר

מקור: Tokunou, Y., et al, זיהוי אלקטרוכימי של השפעת איזוטופ קינטי של דאוטריום על הובלת אלקטרונים חוץ-תאית ב - Shewanella oneidensis MR-1. J. Vis. Exp. (2018)

סרטון זה מדגים שיטה אלקטרוכימית של תא שלם כדי להעריך כיצד העברת פרוטונים משפיעה על הובלת אלקטרונים חוץ-תאית (EET) בחיידקים אלקטרואקטיביים. על ידי החלפת פרוטונים בדאוטרונים באמצעות תחמוצת דאוטריום, השיטה מודדת שינויים בזרם כדי לחשוף אפקט איזוטופ קינטי, ומדגישה את תפקיד תנועת הפרוטונים בוויסות זרימת האלקטרונים.

פרוטוקול

1. תוספת של מי דאוטריום למדידת ה-KIE בתהליך EET (איור 1)
   1. אשר כי הייצור הנוכחי מביופילם חד-שכבתי של Shewanella oneidensis MR-1 יציב ואינו גדל במהירות. אם הזרם עולה בתלילות יש להמתין עד שהזרם יתייצב בתוך עלייה של 5% במשך 10 דקות.הוספת מתווכי אלקטרונים נפרדים כגון 100 מיקרומטר אנתרקינון-1-סולפונאט (α-AQS).
      הערה: היווצרות ביופילם חד-שכבתי על אלקטרודת תחמוצת סימום בדיל אינדיום (ITO) ללא זיהום של זנים מיקרוביאליים אחרים אושרה על ידי רצפי rDNA ותמונה מיקרוסקופית אלקטרונית סורקת של הביופילם על אלקטרודת ITO. לאישור מגבלת הקצב על ידי תהליך EET, עקוב אחר ההשפעה של הוספת מתווכי אלקטרונים נודדים כגון 100 מיקרומטר אנתרקינון-1-סולפונאט (α-AQS).
   2. הוסף 40 מיקרוליטר של 50% אנוקסי (v/v) D₂O לכור האלקטרוכימי באמצעות מזרק כך שהריכוז הוא 0.5% (v/v) D₂O בכור.
      הערה: כדי למנוע נזק לביופילם על ידי תוספת D₂O, הזרקו את ה-D₂O בחוכמה טיפה.
   3. המתן עד שהזרם יתייצב ולאחר מכן הוסף את ה-D₂O עד 4.0% (v/v).
      הערה: כדי להשיג את ערך ה-KIE (היחס בין הייצור הנוכחי בנוכחות D₂O ו-H₂O), בדוק את ההשפעה של אותו נפח של תוספת H₂O על הייצור הנוכחי.

תוצאות

איור 1: השפעת תוספת D₂O על הייצור הנוכחי מביופילם חד-שכבתי של S. oneidensis MR-1. זמן לעומת ייצור נוכחי עבור ביופילם חד-שכבתי של S. oneidensis MR-1 במערכת אלקטרוכימית המכילה 10 מ"מ לקטט (a), 100 מיקרומטר נ...

חומרים