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
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
1秒前
哇哦发布了新的文献求助10
1秒前
华仔应助天无采纳,获得10
1秒前
张小闲发布了新的文献求助10
2秒前
an发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
酷酷的冰淇淋完成签到 ,获得积分10
3秒前
璀璨完成签到,获得积分10
3秒前
深情安青应助锅嘚硬采纳,获得10
4秒前
999完成签到,获得积分10
4秒前
大模型应助清沄采纳,获得10
4秒前
wdw2501发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Psr发布了新的文献求助10
6秒前
哭泣静丹发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
zww123完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
酷波er应助粒粒采纳,获得10
10秒前
yyy发布了新的文献求助10
10秒前
追梦发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
renxiangao发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
yu发布了新的文献求助10
14秒前
wdw2501完成签到,获得积分20
14秒前
keven应助怡然的奇异果采纳,获得20
15秒前
勤恳的绿凝应助123456789采纳,获得10
15秒前
广州城建职业技术学院完成签到,获得积分10
16秒前
苗条三问完成签到,获得积分10
16秒前
燕燕完成签到 ,获得积分10
16秒前
Qinghen发布了新的文献求助10
16秒前
勤恳的绿凝应助梁夏采纳,获得10
16秒前
liuliu发布了新的文献求助10
17秒前
xy发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
CodeCraft应助哇哦采纳,获得10
18秒前
yadan完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Reading and Understanding Health Research 500
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7250612
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8873392
关于积分的说明 18727759
捐赠科研通 6930255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199182
关于科研通互助平台的介绍 2374229
邀请新用户注册赠送积分活动 2173842