Measuring the Kinetic Isotope Effect on Microbial Electron Transport Using Deuterium Oxide

JoVE Encyclopedia of Experiments

Microbiologie

0 weergaven • 2:31 min • October 30th, 2025

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Begin with electrochemical chambers containing a conductive electrode surface covered with a monolayer biofilm of electroactive microbes.

These microbes utilize outer membrane cytochromes to transfer intracellular electrons to the electrode via extracellular electron transport, or EET, generating current.

This electron flow is coupled with proton transfer to maintain charge balance across the membrane.

In the test chamber, introduce a small volume of deuterium oxide, or D₂O.

Deuterium replaces protons and moves slowly, reducing proton-coupled electron transfer and decreasing the current. Microbial adaptation leads to partial current recovery.

Sequentially add increasing concentrations of D₂O and monitor current changes.

In the control chamber, add an equal volume of H₂O to supply fast-moving protons that support electron flow and stabilize current.

Calculate the kinetic isotope effect, the ratio of current production in the presence of D₂O and H₂O, to confirm that proton transfer influences EET in electroactive biofilms.

Confirm that the current production from a monolayer biofilm of Shewanella MR-1 is stable and does not increase rapidly. If the current increases steeply, wait until the current stabilizes with a 5% increase over 10 minutes.

Extremely slowly and gently, add 40 microliters of anoxic 50 volume percent D2O into the electrochemical reactor using a syringe such that the concentration is 0.5 volume percent D2O in the reactor.

To prevent damage to the biofilm by D2O addition, inject the D2O dropwise. Wait for the current to stabilize and subsequently add the D2O up to 4.0 volume percent to obtain the KIE value, which is the ratio of current production and presence of D2O and H2O.

Check the effect of the same volume of H2O addition on the current production.

10:27

Meten van Trans-Plasma membraan elektronentransport door C2C12 Myotubes

Gerelateerde video's

0 Bekeken

10:23

Karakterisering van gemedieerde extracellulaire elektronenoverdracht in melkzuurbacteriën met een bio-elektrochemisch systeem met drie elektroden en twee kamers

Gerelateerde video's

0 Bekeken

10:44

Vertalen van extracellulaire elektronenoverdrachtsactiviteiten met organische elektrochemische transistors

Gerelateerde video's

0 Bekeken

04:25

Substrate Oxidation Assay in Cultured Cells: An In Vitro Assay to Quantify Substrate Oxidation in Cells by Measuring Radioactive Signals from Trapped CO2

Gerelateerde video's

0 Bekeken

10:11

De Benthische Uitwisseling van O 2, N 2 En opgeloste voedingsstoffen Met behulp van kleine kern Incubaties

Gerelateerde video's

0 Bekeken

12:47

Workflow gebaseerd op de combinatie van isotopische tracerproeven te onderzoeken van de microbiële metabolisme van meerdere nutriënten bronnen

Gerelateerde video's

0 Bekeken

14:55

Meting van mitochondriale zuurstofverbruik in permeabel vezels van Drosophila met minimale hoeveelheden weefsel

Gerelateerde video's

0 Bekeken

09:00

Elektrochemische detectie van Deuterium kinetisch-isotoopeffect op extracellulaire elektronentransport in Shewanella oneidensis heer-1

Gerelateerde video's

0 Bekeken

08:31

Anaërobe EiwitReiniging en kinetische analyse via zuurstof-elektrode voor het bestuderen van de activiteit van de DesB Dioxygenase en inhibitie

Gerelateerde video's

0 Bekeken

08:22

Het gebruik van Deuteriumoxide als niet-invasief, niet-dodelijk hulpmiddel voor de beoordeling van lichaamssamenstelling en waterverbruik bij zoogdieren

Gerelateerde video's

0 Bekeken

Laatst bijgewerkt: 22 augustus 2026