여기 선물이 전체 셀 전기 화학 실험 Shewanella oneidensis 미스터-1에서 복잡 한 외부 막 한다 통해 extracellular 전자 전송의 속도를 양성자 수송의 기여를 공부 하는 프로토콜.
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방법 논문
전기 화학 탐지의 중수소 활동적인 동위 원소 효과 Shewanella oneidensis 미스터-1에서 세포 외 전자 전송에
이 논문에서
요약
초록
직접 c의 전기 화학 검출-시 토 크롬 단지 세균 외부 막에 포함 된 입력 (외부 막 c-입력 시 토 크롬 복합물; 톰 c-대련 청 려)는 최근 소설 전체 셀 셀 외관 호흡기 체인에서 세균성 전자 수송 특성 분석 방법으로, 세포 외 전자 전송 (동유럽 표준시)로. 통로 동유럽 표준시 반응 동안 전자 흐름의 속도, 조사 하는 동안 전체 셀 전기 메서드 동유럽 표준시와 관련 된 양이온 수송의 영향 검토를 하지 아직 설립 되었습니다. 현재 연구에서 중수소 활동적인 동위 원소 효과 (KIE) 동유럽 표준시에 옴 c를 검사 하는 생 화 확 적인 기술의 예-대련 청 려 모델 미생물, Shewanella oneidensis 미스터-1을 사용 하 여 설명 되어 있습니다. 동유럽 표준시 프로세스에 KIE 옴 c통해 동유럽 표준시-대련 청 려 미생물 현재 생산에서 속도 제한 단계 역할을 하는 경우에 얻어질 수 있다. 끝으로, D2O의 추가 하기 전에 표면에 뜨는 솔루션 업스트림 신진 대사 반응의 속도 지원 하 고 유니폼에서 planktonic 세포를 제거 하는 전자 기증자의 충분 한 금액을 포함 하는 신선한 미디어로 대체 되었습니다. 작업 전극에 단층 biofilm입니다. 속도 제한 확인 대체 방법을 미생물 현재 생산에서 단계 옴 c통해 동유럽 표준시-대련 청 려도 설명 됩니다. 양성자 전송 속도 론 조사를 위한 전기 화학 분석 결과 전체 셀의 우리의 기술은 다른 electroactive 미생물 계통에 적용할 수 있습니다.
서론
직접 하는 그대로 세균 세포에서 산화 환 원 단백질 전기 기술을 최근 금속 감소 미생물 긴장, S. oneidensis 씨-1 등 Geobacter sulfurreducens PCA의 발견 이후 등장 외부 막 시 토 크롬 c 형 단지 (OM c-대련 청 려) 셀 외부1,2,3,,45에 노출 되어 있다. 톰 c-대련 청 려 호흡기 체인에서 extracellularly 있는 고체 기판에 전자 수송 중재. 이 전송 extracellular 전자 전송 (동유럽 표준시)1,6 이라고 하 고 미생물 연료 전지6등 신흥 바이오에 대 한 중요 한 과정 이다. 따라서, 기본 동유럽 표준시 속도 론 및 메커니즘 및 미생물 생리학에 그것의 연결을 이해 하 옴 c-대련 청 려 되었습니다 조사 전체 셀 전기 화학
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프로토콜
1. ITO 전극 (그림 1)에 S. oneidensis 씨-1의 단층 Biofilm의 형성
참고: 다른 미생물과 전기 화학 반응 기의 오염을 방지 하기 위해, 모든 미디어, 구현 및 전기 화학 반응 기의 구성 한다 살 균 되어야 사전에. 때 깨끗 한 벤치에 모든 절차를 지휘 한다 S. oneidensis 씨-1 셀을 사용 하 고 전기 원자로 건설.
- S. oneidensis 씨-1 셀의 재배
참고: S. oneidensis 씨-1의 단층 biofilm 형성 되었다는 이토에는 조건에 따라 전극 보고 이전4.- S. oneidensis 씨-1 세포 성장, S. oneidensis 씨-1 파운드 매체 (20 g/L) 160 rpm에서 떨고 호 기성 조건에서 24 시간에 30 ° C에서의 15 mL에 Luria Bertani (파운드) (20 g/L) 및 bacto agar (15 g/L)로 구성 된 한 천 배지에서 성장 한 식민지를 추가 합니다.
- 10 분 동안 6000 × g 에서 세포 ....
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결과
0.4 V (그녀) 대에서 잠재적인 응용 프로그램의 25 h, 후 단층 biofilm 이전 스캐닝 전자 현미경 검사 법 또는4confocal 현미경 검사 법 의해 확인 되었다 이토 유리의 작업 전극에 형성 되었다. 단층 biofilm의 형성 중 S. oneidensis 씨-1에서 현재 생산의 대표적인 시간 과정은 그림 2에 표시 됩니다. 비록 현재는 모든 측정에 변경, 단층 biofilm 형성 균일 하 게 되 면 생산된 전류 편차 그림 2에서 값에서 50% 이상 발생 하지 않습니다.
신진 대사 과정의 속도 극대화 하 고 단층 biofilm (그림 3
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토론
우리의 전체 셀 전기 화학 분석 결과 단백질 전기에 비해 몇 가지 기술적인 이점이 있다. 단백질 정화 다단계 시간이 걸리는 절차 필요, 우리의 전체 셀 메서드 자체 조직된 biofilm 형성 세포 배양 후의 어느 날 걸립니다. 톰 c간의 안정적인 상호 작용을 달성 하기 위해-대련 청 려 고 전극, 우리 필요만 살 균과 청소의 전극 표면; 톰 c를 향하는 동안, 전극에 부착 단백질4, 예를 들면, S. oneidensis 씨-1의 방향을 본질적으로 조직에 대 한 전극 수정 필요 하지 않습니다 그것은 같은 방향으로25 -대련 청 려 , 26 , 27. 대조적으로, 단백질의 전기 화학 반응을 민감하게 영향을 받는 단백질에서 산화 환 원 사이트와; 전극 사이의 거리.......
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공개 사항
저자는 공개 없다.
감사의 글
이 작품 과학 진흥 (JSP) KAKENHI 보조금 번호 24000010, 17 H 04969, 일본 사회에서 특별히 추진 연구 및 JP17J02602, 미국 사무실의 해군 연구 글로벌 (N62909-17-1-2038)는 선진적인 재정적으로 지원 했다. Y.T.는 JSP 연구원 이며 프로그램을 통해 JSP에 대 한 선도 대학원 학교 (공로) 지원.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 유리 실린더 | N/A | N/ | A 주문형, 전기화학 반응기로 사용 |
| PTFE 커버 및 베이스 | N/A | N/A | 주문형, 전기 화학 반응 |
| 부틸 고무 | N/A | N/A | |
| 의 각 구성 요소 사이에 삽입전기화학 반응 | |||
| 인듐 주석 도핑된 산화물(ITO) 전극 | GEOMATEC | No.0001 | 작동 전극으로 사용, 5Ω/sq |
| Ag/AgCl KCl 포화 전극 | HOKUTO DENKO | HX-R5 | 기준 전극으로 사용, Φ 0.30mm |
| 백금 와이어 | Nilaco Cooporation | PT-351325 | 카운터 전극으로 사용 |
| Luria-Bertani (LB) Broth, Miller | Becton, Dichkinson and Company | 244620 | S. oneidensis< / em> MR-1 |
| Bacto 한천 | Becton, Dichkinson and Company | 214010 | |
| Anthraquinone-1-sulfonate (α -AQS) | TCI | A1428 | |
| 플라빈 모노뉴클레오티드(FMN) | Wako | 184-00831 | |
| NaHCO3 | Wako | 191-01305 | 정의된 매체(DM) |
| CaCl2 ·에 사용; 2H2O | Wako | 031-00435 | DM에 사용 |
| NH4Cl | Wako | 011-03015 | DM |
| 에 사용MgCl2 · 6H2O | Wako | 135-00165 | DM |
| NaCl | Wako | 191-01665 | DM |
| 2-[4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinyl] ethanesulfonic acid (HEPES) | DOJINDO | 346-08235 | DM |
| 젖산나트륨 용액 | Wako | 195-02305 | |
| Bacto 효모 추출물 | Becton, Dichkinson and Company | 212750 | |
| 중수소산화물 (D, 99.9%) | Cambridge Isotope Laboratories, Inc. | DLM-4-PK | 동위원소 효과 실험용 첨가제 |
| 인큐베이터 | TOKYO RIKAKIKAI CO., LTD. | LTI-601SD | precultivation |
| Shaker | TAITEC | NR-3 | precultivation |
| 오토클레이브 기계에 | TOMY SEIKO CO., LTD. | LSX-500 | 전기화학 반응기 및 매체의 살균에 사용됩니다. |
| 클린 벤치 | SANYO | MCV-91BNF | 전기화학 반응기 및 매체가 다른 미생물로 오염되는 것을 방지하는 데 사용됩니다. |
| 원심분리기 | 분리기 Eppendorf | 5430R | 회전 속도가 최대 6000회; g가 필요합니다 |
| 질소 가스 발생기 | Puequ CO., LTD. | PNTN-2 | 질소 가스 실린더는 가스 발생기 |
| UV-vis 분광계 | SHIMADZU | UV-1800 | 세포 밀도 최적화에 사용 |
| Potentiostat | BioLogic | VMP3 | 생물막 형성 및 운동 동위원소 효과 실험에 사용 |
| 열 물 순환기 | 1 개 | TR-1A | 전기 화학 반응기의 온도 유지 보수에 사용 |
| 패러데이 케이지 | HOKUTO DENKO | HS-201S | 전기 화학 실험에 사용 |
참고문헌
- Nealson, K. H., Saffarini, D. Iron and Manganese in Anaerobic Respiration - Environmental Significance, Physiology, and Regulation. Annu. Rev. Microbiol. 48, 311-343 (1994).
- Bretschger, O., et al.
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재인쇄 및 허가
