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]
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
1秒前
momo完成签到,获得积分10
2秒前
周z发布了新的文献求助10
3秒前
Orange应助喜悦的威采纳,获得10
3秒前
4秒前
开放剑鬼发布了新的文献求助10
4秒前
lin发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Yy完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
谎言完成签到 ,获得积分10
6秒前
咕噜噜完成签到,获得积分10
8秒前
彩色的续发布了新的文献求助10
9秒前
万能图书馆应助p123采纳,获得10
10秒前
杨然发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
ceeray23应助小脑斧采纳,获得10
16秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
YifanWang应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6033061
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7725622
关于积分的说明 16202818
捐赠科研通 5179782
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2772029
邀请新用户注册赠送积分活动 1755293
关于科研通互助平台的介绍 1640131