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        微生物和細(xì)胞外礦物質(zhì)之間的重要相互作用
        
			
        
				2019-01-14 09:51:45
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        根據(jù)這篇新的評(píng)論文章，土壤中以及水生和地下沉積物中的一些礦物質(zhì)通過(guò)提供電子或?qū)⑺鼈兇鎯?chǔ)為“環(huán)境電池”來(lái)電子支持微生物生長(zhǎng)。微生物細(xì)胞從與細(xì)胞壁外的礦物質(zhì)相關(guān)的金屬中獲得化學(xué)能，但在許多情況下，微生物細(xì)胞包膜對(duì)礦物質(zhì)是物理不可滲透的，或者是不導(dǎo)電的。由于這些障礙，一些微生物已經(jīng)進(jìn)化出與細(xì)胞外礦物質(zhì)交換電子的策略。本文概述了理解允許所需電子交換的機(jī)制的進(jìn)展。一些機(jī)制涉及形成廣泛電子傳遞途徑的氧化還原和結(jié)構(gòu)蛋白。其他人依賴(lài)微生物納米線，
        

        微生物和細(xì)胞外礦物質(zhì)之間的重要相互作用
        

        具有細(xì)胞外電子轉(zhuǎn)移能力的微生物具有環(huán)境可持續(xù)生物技術(shù)應(yīng)用的潛力。一些生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)使用這些微生物來(lái)食用或降解土壤，沉積物或地下水中的污染物。Biomining使用微生物代替極熱或有毒化學(xué)品等采掘策略，以較低污染和更節(jié)能的方式從低品位礦石中浸出所需元素。擅長(zhǎng)礦物電子轉(zhuǎn)移的微生物在催化，半導(dǎo)體制造，低功率微生物燃料電池，癌癥處理以及清潔生物燃料和巧妙納米材料的生產(chǎn)中具有潛在的應(yīng)用。
        

        微生物的細(xì)胞包膜具有細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞對(duì)外部環(huán)境的主要屏障。這種膜也是大多數(shù)微生物能量產(chǎn)生所必需的電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系，但它通常含有外部結(jié)構(gòu)元素，使其在電子方面不導(dǎo)電并且對(duì)礦物質(zhì)是物理上不可滲透的。微生物細(xì)胞外電子轉(zhuǎn)移通過(guò)使用一組用于電子交換的進(jìn)化專(zhuān)用機(jī)制克服了這些障礙。這些相同的策略表明具有細(xì)胞外電子轉(zhuǎn)移能力的微生物具有生物技術(shù)應(yīng)用的潛力。
        

        已經(jīng)存在的生物技術(shù)包括將鈾固定在污染場(chǎng)地，以及從低品位礦石中回收金，銅和其他金屬。本綜述文章總結(jié)了過(guò)去十年在理解微生物細(xì)胞外電子轉(zhuǎn)移機(jī)制方面取得的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
        

        作者總結(jié)了這些進(jìn)展，包括：四種模式微生物中代表性電子傳遞途徑的分子鑒定和功能表征; 發(fā)現(xiàn)在厘米上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在微生物世界中距離很遠(yuǎn); 建議電子傳遞途徑可以是雙向的; 使用納米線或多細(xì)胞“電纜細(xì)菌” 在微生物細(xì)胞之間直接轉(zhuǎn)移電子- 甚至在不同物種的細(xì)胞之間; 充當(dāng)電導(dǎo)體或電池的礦物質(zhì); 以及微生物電子轉(zhuǎn)移機(jī)制可以通知或啟發(fā)的一些生物技術(shù)應(yīng)用。
        

        作者還討論了知識(shí)差距，包括理解內(nèi)向電子轉(zhuǎn)移機(jī)制; 如何以原子分辨率捕獲活性蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu); 以及納米線和電纜細(xì)菌如何發(fā)??揮作用。
        
			

			
          
        
			
        
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