Medindo o efeito do isótopo cinético no transporte de elétrons microbianos usando óxido de deutério

Resumo

Fonte: Tokunou, Y., et al, Detecção eletroquímica do efeito do isótopo cinético de deutério no transporte de elétrons extracelular em Shewanella oneidensis MR-1. J. Vis. Exp. (2018)

Este vídeo demonstra um método eletroquímico de célula inteira para avaliar como a transferência de prótons afeta o transporte de elétrons extracelular (EET) em bactérias eletroativas. Ao substituir prótons por deutérios usando óxido de deutério, o método mede as mudanças na corrente para revelar um efeito de isótopo cinético, destacando o papel do movimento do próton na regulação do fluxo de elétrons.

Protocolo

1. Adição de água de deutério para medir o KIE no processo EET (Figura 1)
   1. Confirmar se a produção atual de um biofilme monocamada de Shewanella oneidensis MR-1 é estável e não aumenta rapidamente. Se a corrente aumentar acentuadamente, espere até que a corrente se estabilize dentro de um aumento de 5% ao longo de 10 min.adicionando mediadores de elétrons de transporte, como 100 μM de antraquinona-1-sulfonato (α-AQS).
      NOTA: A formação de um biofilme monocamada em um eletrodo de óxido dopado com índio e estanho (ITO) sem contaminação de outras cepas microbianas foi confirmada por sequências de rDNA e uma imagem microscópica eletrônica de varredura do biofilme em um eletrodo ITO. Para confirmação da limitação de taxa pelo processo EET, monitore o efeito da adição de mediadores de elétrons de transporte, como 100 μM de antraquinona-1-sulfonato (α-AQS).
   2. Adicionar 40 μL de anóxico 50% (v/v) D₂O ao reator eletroquímico usando uma seringa de modo que a concentração seja de 0,5% (v/v) D₂O no reator.
      NOTA: Para evitar danos ao biofilme pela adição de D₂O, injete o D₂O gota a gota.
   3. Aguarde a corrente estabilizar e, posteriormente, adicione o D₂O até 4.0% (v/v).
      NOTA: Para obter o valor KIE (a razão entre a produção atual na presença de D₂O e H₂O), verifique o efeito do mesmo volume de adição de H₂O na produção atual.

Resultados

Figura 1: Efeito da adição de D₂O na produção atual de um biofilme monocamada de S. oneidensis MR-1. Produção de tempo versus corrente para um biofilme monocamada de S. oneidensis MR-1 em um sistema eletroquímico contendo ...

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