Extracellular electron transfer drives ATP synthesis for nitrogen fixation by Pseudomonas stutzeri

斯氏假单胞菌 电子受体 固氮 阳极 电子转移 氮气 电子传输链 化学 化学渗透 固氮酶 微生物燃料电池 光化学 无机化学 生物物理学 生物化学 电极 细菌 生物 ATP合酶 有机化学 遗传学 物理化学 酶
作者
Shanshan Chen,Xintong Han,Shoulie Xie,Yuting Yang,Xianyue Jing,Tiangang Luan
出处
期刊:Electrochemistry Communications [Elsevier BV]
卷期号:154: 107562-107562
标识
DOI:10.1016/j.elecom.2023.107562
摘要

Biological nitrogen fixation is a key step in the reduction of N2 to available nitrogen in the global nitrogen cycle. Pseudomonas stutzeri A1501 is an electroactive diazotroph and previous studies have shown that its nitrogen fixation performance is better in a micro-oxygen environment than in an oxygen-free environment. In this study, a bioelectrochemical system (nitrogen fixation in an anode chamber) was set up to explore whether extracellular electrodes can replace oxygen in acting as electron acceptors to drive ATP synthesis for nitrogen fixation by P. stutzeri under oxygen-free conditions. Nitrogenase activity, extracellular NH4+ production, increase of total nitrogen, 15N/14N atom ratio and the genes related to nitrogen fixation by P. stutzeri in the anodic bioelectrochemical group under oxygen-free conditions were at least 1.64 times higher than the corresponding values without electron output to the anode. The planktonic cells in the anode chamber were responsible for most of the electron output via an electron shuttle–electron transfer pathway. The transmembrane proton motive force produced by the transfer of electrons from the intracellular environment to the anode drives ATP synthesis to meet the high energy demand of the nitrogen fixation reaction in the absence of O2. These findings provide a basis for optimization of the nitrogen fixing performance of P. stutzeri in an oxygen-free environment.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
YunDuan3119发布了新的文献求助10
1秒前
穆雨完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
大力的图图的应助被TJU蔡采纳,获得10
2秒前
2秒前
不做科研发布了新的文献求助10
2秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
3秒前
YoR完成签到,获得积分10
3秒前
scc发布了新的文献求助10
3秒前
雪满头的应助被天真脸采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
送你一颗流星完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.2的应助被wallen采纳,获得10
5秒前
大力的图图给TJU蔡的求助进行了留言
5秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
6秒前
ChemistryZyh完成签到,获得积分10
6秒前
张康完成签到 ,获得积分10
7秒前
WJane完成签到,获得积分10
8秒前
重要尔曼完成签到,获得积分10
9秒前
OrangeloveOWL发布了新的文献求助10
9秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
9秒前
ccer完成签到,获得积分10
9秒前
yangfan发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
10秒前
是真的不吃鱼完成签到,获得积分10
10秒前
夜阑卧听完成签到,获得积分10
11秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
11秒前
金凤完成签到 ,获得积分10
11秒前
zhangxin完成签到 ,获得积分10
12秒前
852的应助被3719left采纳,获得10
12秒前
羽墨完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6.2的应助被jmtftn采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8035544
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9472132
关于积分的说明 21256885
捐赠科研通 7605436
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389871
关于科研通互助平台的介绍 2521942
邀请新用户注册赠送积分活动 2427243