国家自然科学基金(30670020)
- 作品数：6 被引量：35H指数：2
- 相关作者：孙国萍许玫英陈杏娟李光飞洪义国更多>>
- 相关机构：广东省微生物研究所中国科学院中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金广东省自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程生物学电气工程更多>>
- 脱色希瓦氏菌S12非特异性偶氮还原酶基因表达及特性被引量：2
- 2009年
- 【目的】对脱色希瓦氏菌S12(Shewanella decolorationisS12)的acpD基因(登录号EF198254)及其表达活性进行研究。【方法】采用DNAMAN软件对该基因进行序列分析。利用PCR技术克隆含原有启动子的目的基因,与pGM-T载体连接后转化仅有微弱偶氮还原活性的大肠杆菌TOP10(Escherichia coliTOP10)中进行表达。通过分光光度法测定偶氮染料的还原活性。【结果】序列分析表明,该基因编码198个氨基酸残基组成的多肽,与希瓦氏菌ANA-3(Shewanellasp.ANA-3)的NAD(P)H-醌氧化还原酶基因(登录号CP000469)、奥柰达希瓦氏菌MR-1(Shewanella oneidensisMR-1)的acpD基因(登录号AE014299)编码多肽的氨基酸序列同源性分别高达97%和96%,与E.coliJM109中FMN依赖的NADH-偶氮还原酶(登录号NP-415930)氨基酸序列同源性为61%。它们在蛋白质二级结构排列上非常相似,尤其在活性中心FMN的结合位点(L7、L11环和L3环)上十分保守。同时,acpD基因在E.coli TOP10中的表达赋予了重组菌高效的偶氮还原活性。重组菌完整细胞能快速还原低极性无磺酸基团的甲基红,却不能对强极性多磺酸基团的苋菜红脱色;而当使用细胞粗酶液排除细胞膜屏障以后,强极性多磺酸基团的苋菜红亦能被高效还原。实验中还发现,该酶需要以NADH为电子供体,FMN的添加可显著提高其偶氮还原活性,而氧气的存在则明显抑制其活性。【结论】在E.coliTOP10中表达的偶氮还原酶定位在重组菌胞内,在体内或体外条件下都具有很强的还原不同极性偶氮染料的活性。脱色希瓦氏菌S12的acpD基因表达产物是一种非特异性的FMN依赖型的NADH-偶氮还原酶。该酶以NADH为电子供体,通过FMN结合位点的活性中心把电子传递给偶氮染料,最终实现染料的还原脱色。
- 陈杏娟许玫英李光飞孙国萍
- 产电微生物及微生物燃料电池最新研究进展被引量：27
- 2007年
- 新型产电微生物(Electricigens)的发现,使得微生物燃料电池概念的内涵发生了根本性的变化,展现了广阔的应用前景。这种微生物能够以电极作为唯一电子受体,把氧化有机物获得的电子通过电子传递链传递到电极产生电流,同时微生物从中获得能量而生长。这种代谢被认为是一种新型微生物呼吸方式。以这种新型微生物呼吸方式为基础的微生物燃料电池可以同时进行废水处理和生物发电,有望可以把废水处理发展成一个有利可图的产业,是MFC最有发展前景的方向。
- 洪义国郭俊孙国萍
- 关键词：产电微生物微生物燃料电池
- 利用转座质粒plasposon构建荧光标记的脱色希瓦氏菌S12被引量：1
- 2007年
- 采用分子生物学手段将具有转座功能的自杀性质粒pTnMod-okm与荧光蛋白基因eyfp构建重组质粒pTE-okm。pTE-okm通过结合转移进入脱色希瓦氏菌S12中,质粒上的转座子元件转座到S12的染色体上,而质粒本身的窄宿主复制位点使其在S12中不能得到有效的复制而"自杀"。荧光显微镜下筛选表达荧光蛋白的脱色希瓦氏菌克隆,通过对其提取质粒确定pTE-okm已经在脱色希瓦氏菌中自杀。筛选得到生长速度未发生延迟、脱色能力不受影响的荧光标记菌株S12-40。标记的脱色希瓦氏菌在无抗生素压力的情况下培养,传代20次(8h/次)后在荧光显微镜下依然查看到荧光蛋白的表达。该菌株的构建为研究其生态学行为奠定了基础。
- 李光飞邓代永许枚英岑英华孙国萍
- 关键词：荧光蛋白
- 脱色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)S12还原不同电子受体的厌氧发酵罐培养方法被引量：1
- 2010年
- 脱色希瓦氏菌Shewanella decolorationisS12在厌氧环境下能够使用多种电子受体进行厌氧呼吸。为了取得足够的细胞量用于膜蛋白质组学等科学研究的需要,本研究选取无机小分子(硝酸钠)、金属离子(柠檬酸铁)和有机大分子(偶氮染料苋菜红)作为电子受体,在使用确定成分的无机盐培养基条件下,使用不同浓度的电子供体和碳源对S12进行厌氧条件下静置和发酵罐的优化培养,采用连续补充电子受体的培养方式,确认了电子供体和碳源的合适浓度,建立了S12厌氧发酵罐培养方法。相比传统的静置厌氧培养,厌氧发酵罐培养方法在保证了严格厌氧条件下高效率还原电子受体的同时,还极大的提高了细胞生长密度。连续补充电子受体的厌氧发酵罐培养的S12最大细胞密度最大分别可达到静置厌氧培养细胞密度的325,304,369倍,而生长时间也比静置厌氧培养分别缩短了26.5%,17.6%,7.5%。这为需要大量细胞和蛋白的细菌厌氧呼吸生长实验建立了可行方法,对于进行兼性厌氧呼吸的微生物的大规模厌氧培养具有借鉴意义。
- 王博许玫英孙国萍
- 关键词：电子受体
- 不同形态铁对脱色希瓦氏菌S12偶氮还原的影响被引量：3
- 2010年
- 以脱色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)S12为材料,研究了不同形态铁对其厌氧偶氮还原的影响.结果表明,Fe(Ⅲ)对偶氮还原的影响与其形态及浓度直接相关.不可溶性Fe(Ⅲ)对偶氮还原表现延缓作用,0.05～2 mmol/L的Fe2O3均延缓0.2mmol/L的苋菜红还原,但作用效果不随Fe2O3浓度的增加而成比例强化.而对于可溶性Fe(Ⅲ),0.4 mmol/L浓度以下对0.2mmol/L的苋菜红还原具有一定的促进作用,作用效果与其浓度变化不呈线性关系.1 mmol/L浓度以上则表现为抑制作用,浓度越高其抑制作用越强,这种现象在电子供体不足的情况下尤为明显.进一步研究发现,可溶性Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)均具有缓解双香豆素对醌循环的抑制作用而促进偶氮还原.由此推测,可溶性铁对偶氮还原的促进作用是由于这些化合物的细胞透过性,在低浓度条件下形成Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)氧化还原循环,充当电子传递的中间媒介,通过发挥电子穿梭功能从而促进细菌的偶氮还原.而高浓度条件下可溶性Fe(Ⅲ)优先大量接受来自电子供体的电子而与偶氮化合物竞争,其电子穿梭功能被掩盖,从而抑制偶氮还原.对于不可透过细胞的不可溶性Fe(Ⅲ),只是作为胞外电子受体与强极性的偶氮化合物竞争电子从而仅仅呈现延缓作用.通过对铁的形态及浓度的适当选择与控制可以获得更高效的偶氮还原效率.
- 陈杏娟许玫英孙国萍
- 关键词：SHEWANELLAS12
- 微生物燃料电池中脱色希瓦氏菌S12的产电特性研究被引量：1
- 2008年
- 为了确定脱色希瓦氏菌S12的电化学活性,采用循环伏安法(cyclic voltammograms,CV)对厌氧培养的菌株S12进行曲线扫描,所得曲线表明S12具有一定的电化学活性,可以用来进行产电实验。研究了不同电子供体和供体浓度对菌株S12产电的影响,结果表明,以浓度为10mmol/L的不同有机酸(甲酸钠、乳酸钠和丙酮酸钠)分别作为电子供体时,乳酸钠产电量最大,其最大功率密度Pmax为21.93mW/m2,增加乳酸钠的浓度,菌株S12的产电量也相应增加,当乳酸钠的浓度为20mmol/L时,所产生的最大功率密度达55.72mW/m2。
- 李登兰许玫英孙国萍
- 关键词：电化学活性产电电子供体功率密度
