Döteryum Oksit Kullanılarak Mikrobiyal Elektron Taşınması Üzerindeki Kinetik İzotop Etkisinin Ölçülmesi

Özet

Kaynak: Tokunou, Y., ve diğerleri, Shewanella oneidensis MR-1'de Hücre Dışı Elektron Taşınması Üzerindeki Döteryum Kinetik İzotop Etkisinin Elektrokimyasal Tespiti. J. Vis. Uzm. (2018)

Bu video, proton transferinin elektroaktif bakterilerde hücre dışı elektron taşınmasını (EET) nasıl etkilediğini değerlendirmek için tam hücre elektrokimyasal yöntemini göstermektedir. Yöntem, döteryum oksit kullanarak protonları döteronlarla değiştirerek, kinetik bir izotop etkisini ortaya çıkarmak için akımdaki değişiklikleri ölçer ve proton hareketinin elektron akışını düzenlemedeki rolünü vurgular.

Protokol

1. EET Prosesinde KIE'yi Ölçmek için Döteryum Suyu Eklenmesi (Şekil 1)
   1. Shewanella oneidensis MR-1'in tek katmanlı bir biyofilminden elde edilen mevcut üretimin stabil olduğunu ve hızla artmadığını doğrulayın. Akım dik bir şekilde artarsa, 100 μM antrakinon-1-sülfonat (α-AQS) gibi mekik elektron aracıları ekleyerek akımın 10 dakika boyunca %5'lik bir artışla stabilize olmasını bekleyin.
      NOT: Diğer mikrobiyal suşların kontaminasyonu olmadan bir indiyum kalay katkılı oksit (ITO) elektrot üzerinde tek katmanlı bir biyofilm oluşumu, rDNA dizileri ve bir ITO elektrodu üzerindeki biyofilmin taramalı elektron mikroskobik görüntüsü ile doğrulandı. EET işlemi tarafından hız sınırlamasının doğrulanması için, 100 μM antrakinon-1-sülfonat (α-AQS) gibi mekik elektron aracılarının eklenmesinin etkisini izleyin.
   2. Reaktörde konsantrasyon %0,5 (h/h)_D2Oolacak şekilde bir şırınga kullanarak elektrokimyasal reaktöre 40 μL anoksik% 50 (v / v) D₂O ekleyin.
      NOT: D₂O ilavesiyle biyofilmin zarar görmesini önlemek için, D₂O'yu damla damla enjekte edin.
   3. Akımın stabilize olmasını bekleyin ve ardından D₂O'yu %4.0'a (v/v) kadar ekleyin.
      NOT: KIE değerini (D₂O ve H₂O varlığında mevcut üretim oranı) elde etmek için, aynı hacimde H₂O ilavesinin mevcut üretim üzerindeki etkisini kontrol edin.

Sonuçlar

Şekil 1: D₂O ilavesinin S. oneidensis MR-1'in tek katmanlı bir biyofilminden mevcut üretim üzerindeki etkisi. 10 mM laktat (a), ek 100 μM antrakinon-1-sülfonat (α-AQS) (b) veya ek 2 μM flavin mon...

Malzemeler