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      微生物和細胞外礦物質之間的重要相互作用
      
			
      
				2019-01-14 09:51:45
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      根據(jù)這篇新的評論文章，土壤中以及水生和地下沉積物中的一些礦物質通過提供電子或將它們存儲為“環(huán)境電池”來電子支持微生物生長。微生物細胞從與細胞壁外的礦物質相關的金屬中獲得化學能，但在許多情況下，微生物細胞包膜對礦物質是物理不可滲透的，或者是不導電的。由于這些障礙，一些微生物已經進化出與細胞外礦物質交換電子的策略。本文概述了理解允許所需電子交換的機制的進展。一些機制涉及形成廣泛電子傳遞途徑的氧化還原和結構蛋白。其他人依賴微生物納米線，
      

      微生物和細胞外礦物質之間的重要相互作用
      

      具有細胞外電子轉移能力的微生物具有環(huán)境可持續(xù)生物技術應用的潛力。一些生物修復技術已經使用這些微生物來食用或降解土壤，沉積物或地下水中的污染物。Biomining使用微生物代替極熱或有毒化學品等采掘策略，以較低污染和更節(jié)能的方式從低品位礦石中浸出所需元素。擅長礦物電子轉移的微生物在催化，半導體制造，低功率微生物燃料電池，癌癥處理以及清潔生物燃料和巧妙納米材料的生產中具有潛在的應用。
      

      微生物的細胞包膜具有細胞質膜，細胞質是細胞對外部環(huán)境的主要屏障。這種膜也是大多數(shù)微生物能量產生所必需的電子轉移的關系，但它通常含有外部結構元素，使其在電子方面不導電并且對礦物質是物理上不可滲透的。微生物細胞外電子轉移通過使用一組用于電子交換的進化專用機制克服了這些障礙。這些相同的策略表明具有細胞外電子轉移能力的微生物具有生物技術應用的潛力。
      

      已經存在的生物技術包括將鈾固定在污染場地，以及從低品位礦石中回收金，銅和其他金屬。本綜述文章總結了過去十年在理解微生物細胞外電子轉移機制方面取得的實質性進展。
      

      作者總結了這些進展，包括：四種模式微生物中代表性電子傳遞途徑的分子鑒定和功能表征; 發(fā)現(xiàn)在厘米上發(fā)生的電子轉移反應，在微生物世界中距離很遠; 建議電子傳遞途徑可以是雙向的; 使用納米線或多細胞“電纜細菌” 在微生物細胞之間直接轉移電子- 甚至在不同物種的細胞之間; 充當電導體或電池的礦物質; 以及微生物電子轉移機制可以通知或啟發(fā)的一些生物技術應用。
      

      作者還討論了知識差距，包括理解內向電子轉移機制; 如何以原子分辨率捕獲活性蛋白質的分子結構; 以及納米線和電纜細菌如何發(fā)??揮作用。
      
			

			
        
      
			
      
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