酸化重水素を用いた微生物の電子輸送に対する速度論的同位体効果の測定

要約

出典: Tokunou、Y.、 et al、 Shewanella oneidensis MR-1の細胞外電子輸送に対する重水素速度論同位体効果の電気化学的検出。 J. Vis. 経験。 (2018年)

このビデオでは、プロトン移動が電気活性細菌の細胞外電子輸送(EET)にどのように影響するかを評価するための全細胞電気化学的方法を示します。この方法は、酸化重水素を使用して陽子を重陽子に置き換えることにより、電流の変化を測定して速度論的同位体効果を明らかにし、電子の流れの調節における陽子の動きの役割を強調します。

プロトコル

1. EETプロセスでKIEを測定するための重水素水の添加(図1)
   1. Shewanella oneidensis MR-1の単層バイオフィルムからの現在の生産が安定しており、急速に増加していないことを確認します。電流が急激に増加する場合は、電流が10分間にわたって5%増加以内に安定するまで待ちます。100μMアントラキノン-1-スルホン酸塩(α-AQS)などのシャトル電子メディエーターを追加します。
      手記： 他の微生物株を汚染することなく、インジウムスズドープ酸化物(ITO)電極上に単層バイオフィルムが形成されることは、rDNA配列とITO電極上のバイオフィルムの走査型電子顕微鏡画像によって確認されました。EETプロセスによる速度制限を確認するには、100 μMアントラキノン-1-スルホン酸塩(α-AQS)などのシャトル電子メディエーターを追加した場合の効果を監視します。
   2. シリンジを使用して、40 μLの無酸素50%(v / v)D₂Oを電気化学反応器に添加し、反応器内の濃度が0.5%(v / v)D₂Oになるようにします。
      手記： D₂Oの添加によるバイオフィルムの損傷を防ぐために、D₂Oを滴下的に注入します。
   3. 電流が安定するのを待ってから、D₂Oを4.0%(v / v)まで加算します。
      手記： KIE 値 (D₂O と H₂O の存在下での現在の生産量の比率) を取得するには、同じ量の H₂O 添加が現在の生産量に及ぼす影響を確認します。

結果

図 1: S.oneidensis MR‐1の単層バイオフィルムからの現在の生産に及ぼす_D2O添加の影響の単層バイオフィルムの時間対電流生成 S. oneidensis MR-1 10 mM 乳酸 (a)、追加の 100 μM アントラキノン-1-スルホン酸塩 (α-AQS) (b)、または追加の 2 μM フラビン モノヌクレオチド (FMN) (c) を...

材料