亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Engineering Cyanobacterium with Transmembrane Electron Transfer Ability for Bioelectrochemical Nitrogen Fixation

电子转移 电子传输链 跨膜蛋白 生物物理学 化学 地杆菌 细胞外 固氮 生物化学 细菌 细胞生物学 生物 氮气 光化学 生物膜 遗传学 受体 有机化学
作者
Fangyuan Dong,Yoo Seok Lee,Erin M. Gaffney,Willisa Liou,Shelley D. Minteer
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:11 (21): 13169-13179 被引量:51
标识
DOI:10.1021/acscatal.1c03038
摘要

Increasing attention has been paid to bioelectrochemical nitrogen fixation (e-BNF) as a promising approach to achieve the NH3 synthesis under mild conditions. However, currently developed microbial e-BNF systems all rely on diffusible mediators to deliver redox equivalents inside the bacteria. Challenges of using diffusible mediators include toxicity, inefficient transmembrane diffusion, mediator inactivation, mediator contamination, and low energy efficiency. To date, e-BNF through transmembrane electron uptake without using diffusible electron mediators has not yet been reported. Herein, we describe a genetic strategy to engineer cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC 7942 with transmembrane electron transfer (TET) ability to realize e-BNF without the addition of soluble mediators. The engineered S. elongatus PCC 7942 strain Se-nif with N2 fixation activity was further transformed with an outer membrane protein cytochrome S OmcS, which contributes for the extracellular electron transfer (EET) ability of Geobacter sp. The engineered Senifom strain exhibited enhanced TET ability resulting in an approximately 13-fold higher NH3 production rate than the corresponding Se-nif strain. The Faradaic efficiency of the Senifom e-BNF system was calculated to be approximately 23.3%, which is higher than the previously reported e-BNF systems. The electron pathway of the obtained extracellular electron was briefly analyzed and an extracellular electron uptake mechanism in the Senifom strain was proposed. This work demonstrates that a genetically engineered conduit can facilitate transmembrane electronic communication from the electrode to living cells, thereby providing insights into bioelectrosynthesis technology, especially the e-BNF systems and ammonium production.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
搬砖王完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
小榕树发布了新的文献求助30
8秒前
11秒前
14秒前
欢呼的续发布了新的文献求助30
14秒前
洒脱完成签到,获得积分10
17秒前
xyx发布了新的文献求助10
19秒前
NexusExplorer应助111采纳,获得10
28秒前
36秒前
40秒前
111发布了新的文献求助10
42秒前
小榕树完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
迷茫的一代完成签到,获得积分10
1分钟前
YY完成签到,获得积分20
1分钟前
zgx完成签到 ,获得积分10
2分钟前
CC完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
一梦发布了新的文献求助10
2分钟前
一梦完成签到,获得积分10
2分钟前
欢呼的续关注了科研通微信公众号
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
成就灵波完成签到,获得积分10
3分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
大模型应助科研通管家采纳,获得30
3分钟前
alex_zhao完成签到,获得积分10
3分钟前
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
jzz应助yyy采纳,获得10
4分钟前
5分钟前
5分钟前
5分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015194
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555161
关于积分的说明 11317925
捐赠科研通 3288594
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812284
邀请新用户注册赠送积分活动 887869
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811983