定制的酶表达修改了Shewanella oneidensis生物膜,并增加了当前密度

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 生物电化学 生物电化学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 生物膜的形成对于生物电化学系统中的电子转移至关重要.
• 生物膜形成的机制以及在无氧条件下影响当前世代的因素尚未完全理解.
• рибофлавин已被确定为Shewanella oneidensis的一个定数感应分子,促进生物膜的形成和增加电流密度.

研究的目的:

• 调查特定蛋白质WbpP和WbpA在 riboflavin 中介的定数感应和生物膜形成中的作用.
• 了解这些蛋白质如何影响生物膜架构和生物电化学系统当前的生成.
• 阐明蛋白共同表达和增强的电子转移之间的关系.

主要方法:

• 使用光学连贯断层扫描来分析生物膜结构 (生物体积,高度,多孔性).
• 研究了UDP-N-乙烯基葡萄糖胺C4表皮酶 (WbpP) 和UDP-N-乙烯基-D-葡萄糖胺6-脱酶 (WbpA) 的单独和联合表达.
• 在不同的蛋白质表达条件下,生物膜产生的测量电流密度.

主要成果:

• 单个表达WbpP或WbpA改变了生物膜结构,但并没有显著增加电流密度.
• 协同表达WbpP和WbpA使电流密度翻了一番,模仿了 riboflavin 中介的定数感应的效果.
• 随着个体蛋白质的表达,观察到生物膜生物体积,高度和多孔性的特定变化.

结论:

• 在Shewanella oneidensis中,WbpP和WbpA在生物膜形成和电子转移中发挥着至关重要的作用.
• 同时表达WbpP和WbpA对于显著提高电流密度至关重要,这表明一个协同机制.
• 基于 riboflavin 的定量检测可能会导致 WbpA 和 WbpP 的过度生产,从而改善阳极附着和电流生成.