微生物电互营驱动的非光依赖性厌氧锰氧化机制
编号:3130
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更新:2023-04-13 00:47:07
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特邀报告
摘要
微生物厌氧锰氧化(AMMO,Anaerobic microbial manganese oxidation)不仅是早期地球产氧光合作用进化的关键步骤,也是大氧化事件前太古代时期锰元素循环的一种古老微生物代谢方式。然而到目前为止,仅在不产氧光合菌群落中发现了光能驱动的AMMO,究竟微生物厌氧锰氧化是否在大量存在的黑暗环境中发生尚无定论。最新研究发现,不产氧光合菌Rhodopseudomonas palustris在黑暗条件下能够接收并利用来自地杆菌Geobacter metallireducens的电子进行黑暗固碳电互营生长。因此,本研究通过构建不产氧光合菌R. palustris和G. metallireducens的黑暗厌氧电互营体系,研究不依赖于光能的AMMO。结果显示,在该黑暗电互营体系中,R. palustris上的Fe-S蛋白通过利用来自G. metallireducens的电子将H2O解离生成•OH,•OH最终催化Mn(II)氧化生成锰氧化物。区别于光能驱动的AMMO,本研究发现的黑暗厌氧微生物锰氧化揭示了一种新的、基于电互营的、且不依赖于光的AMMO模式,对产氧光合作用的进化以及锰的生物地球化学循环研究具有重要意义。
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