Pomiar kinetycznego wpływu izotopów na transport elektronów drobnoustrojów za pomocą tlenku deuteru

Streszczenie

Źródło: Tokunou, Y. i wsp., Elektrochemiczne wykrywanie wpływu kinetycznego izotopu deuteru na zewnątrzkomórkowy transport elektronów w Shewanella oneidensis MR-1. J. Vis. Exp. (2018)

Ten film przedstawia metodę elektrochemiczną obejmującą całe komórki, aby ocenić, w jaki sposób transfer protonów wpływa na zewnątrzkomórkowy transport elektronów (EET) u bakterii elektroaktywnych. Zastępując protony deuteronami za pomocą tlenku deuteru, metoda mierzy zmiany prądu, aby ujawnić kinetyczny efekt izotopowy, podkreślając rolę ruchu protonów w regulacji przepływu elektronów.

Protokół

1. Dodanie wody deuterowej w celu pomiaru KIE w procesie EET (rysunek 1)
   1. Upewnij się, że obecna produkcja z jednowarstwowego biofilmu Shewanella oneidensis MR-1 jest stabilna i nie wzrasta gwałtownie. Jeśli prąd gwałtownie wzrośnie, poczekaj, aż prąd ustabilizuje się w granicach 5% wzrostu w ciągu 10 minut, dodając wahadłowe mediatory elektronów, takie jak 100 μM antrachinon-1-sulfonian (α-AQS).
      NUTA: Tworzenie jednowarstwowego biofilmu na elektrodzie z tlenku indu i cyny (ITO) bez zanieczyszczenia innych szczepów drobnoustrojów zostało potwierdzone sekwencjami rDNA i skaningowym obrazem biofilmu pod mikroskopem elektronowym na elektrodzie ITO. W celu potwierdzenia ograniczenia szybkości przez proces EET, należy monitorować wpływ dodania przemiennych mediatorów elektronów, takich jak 100 μM antrachinon-1-sulfonian (α-AQS).
   2. Dodać 40 μl beztlenowego 50% (v/v) D₂O do reaktora elektrochemicznego za pomocą strzykawki tak, aby stężenie w reaktorze wynosiło 0,5% (v/v) D₂O.
      NUTA: Aby zapobiec uszkodzeniu biofilmu przez dodanie D₂O, należy wstrzykiwać D₂O kroplami.
   3. Poczekaj, aż prąd się ustabilizuje, a następnie dodaj D₂O do 4,0% (v/v).
      NUTA: Aby uzyskać wartość KIE (stosunek bieżącej produkcji w obecności_D2Oi_H2O), należy sprawdzić wpływ tej samej objętości dodatku_H2Ona bieżącą produkcję.

Wyniki

Rysunek 1: Wpływ dodatku_D2O na bieżącą produkcję z jednowarstwowego biofilmu S. oneidensis MR-1. Czas w funkcji prądu wytwarzanie jednowarstwowego biofilmu S. oneidensis MR-1 w układzie elektrochemicznym zawierającym 10 mM...

Materiały