Новые данные о сульфатредуцирующих бактериях
Исследование раскрывает компоненты электронного транспорта, необходимые для восстановления сульфата, что дает новое понимание метаболических путей, критически важных для роста сульфатредуцирующих бактерий.
Эти бактерии используют сульфат вместо кислорода для дыхания, восстанавливая его до сероводорода (H2S). Сероводород токсичен, вызывает коррозию металлов и может загрязнять питьевую воду. Однако эти же бактерии полезны для биоремедиации, так как переводят такие загрязнители, как уран, хром и технеций, из растворимой формы в нерастворимую.
Чтобы предсказывать и контролировать их метаболические возможности, необходимо детально понимать биохимические пути восстановления сульфата.
Ученые из Университета Миссури и Национальной лаборатории Ок-Ридж проверили гипотезу о том, что восстановление сульфата зависит от потока электронов из периплазмы (внешняя часть клетки) в цитоплазму (внутренняя часть, где происходит восстановление).
Для этого они использовали мутантные формы бактерии Desulfovibrio alaskensis:
- Мутант qrcA лишен субъединицы трансмембранного белкового комплекса QrcABCD.
- Мутант cycA дефицитен по белку типа I тетрагемный цитохром c3 (TpIc3).
Комплекс QrcABCD пронизывает внутреннюю мембрану и может служить проводником для электронов. TpIc3 находится в периплазме и считается «резервуаром» электронов.
Исследователи охарактеризовали рост бактерий и изучили экспрессию генов с помощью протеомного и транскриптомного анализов. Протеомный анализ выполнили в EMSL, используя метод accurate mass and time tag.
Результаты показали, что обе мутации (qrcA и cycA) нарушают рост бактерий и прерывают поток электронов, необходимый для восстановления сульфата.
Это говорит о том, что и TpIc3, и QrcABCD необходимы для переноса электронов из периплазмы в цитоплазму для запуска восстановления сульфата.
Работа также подтверждает недавно открытый энергетический процесс, повышающий эффективность использования энергии у микробов. Такой процесс «совместного использования» электронов для метаболизма может быть важен для схем производства биотоплива.