生物电化学系统对运动发酵单胞菌代谢的影响

Effect of bio-electrochemical system on the metabolic changes of Zymomonas mobilis

张家威 ¹王亮 ²爱赛姆克热尼 ¹吴双双 ¹刘晨光¹

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作者信息

1. 上海交通大学生命科学技术学院上海交通大学微生物代谢国家重点实验室教育部代谢与发育国际科学国际合作联合实验室,上海200240
2. 大连工业大学生物工程学院,辽宁大连116034
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摘要

生物电化学系统能促进微生物与电极间的相互作用,从而改变微生物的代谢状态.本工作为研究运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)在电环境中的代谢表现,在外接3 V电源的H型电化学发酵装置中测试了其发酵效能.结果表明,相比于无电压的对照,阳极甘油产量上升24％,阴极葡萄糖消耗上升16％,产物乙醇和琥珀酸的产量也分别上升13％和8％.转录组分析表明,代谢物的显著改变归因于电环境导致的有机酸代谢、氧化还原平衡、电子传递等通路的改变.从表达差异显著的基因中挑选了代表胞内氧化还原平衡、生物膜形成和电子传递的3个基因ZMO1060(编码超氧化物歧化酶)、ZMO0401(编码二鸟苷酸磷酸二酯酶)和ZMO1819(编码固氮蛋白)进行验证,结果表明过表达ZMO1060和ZMO1819能够更显著地改变生物电化学系统中Z.mobilis的代谢.本工作为应用生物电化学系统调控微生物代谢物生产提供了参考.

关键词

运动发酵单胞菌/生物电化学系统/转录组/代谢/电子传递

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基金项目

国家重点研发计划(2018YFB1501401)

国家自然科学基金(21978167)

上海市自然科学基金(18ZR1420700)

上海市自然科学基金(19160745300)

出版年

2022

生物工程学报

中国科学院微生物研究所中国微生物学会

生物工程学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.641

ISSN：1000-3061

被引量1

参考文献量32

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