chloe 调教 典型胞外呼吸细菌的胞内电子更动机制商酌进展
哥俩撸
发布日期：2024-11-01 12:25 点击次数：106
电子更动是推陈出新的基础, 在细胞水平的商酌限制中, 现如今所了解的电子更动机制有光融合用和呼吸作用。在这两种电子传递链中, 水溶性电子受体如氧气、硝酸盐、延胡索酸等, 不错通过细胞质膜, 穿过外膜卵白或肽聚糖层, 给与电子从而完成电子传递历程[1]。胞外呼吸是频年来新发现的微生物能量代谢方式, 它是指在厌氧条目下, 微生物在胞内透澈氧化有机物开释电子, 产生的电子经胞内呼吸链传递到胞外电子受体使其还原并产生能量看护微生物本身的孕育历程[2]。这与传统胞内厌氧呼吸不同chloe 调教, 胞外电子受体为固体或大分子有机物, 无法参加胞内, 因此, 电子要在多种细胞色素c及功能卵白作用下, 从内膜通过周质空间穿过外膜, 传至胞外受体使其还原, 并产生能量看护本身的孕育[2-3]。
胞外呼吸菌在环境中平方存在, 东谈主们也曾在泥土、泥炭、污泥、湖泊千里积物、河流千里积物、海洋千里积物以及水体等环境介质等分离富集出了许多具有胞外呼吸功能的微生物, 而且在地球化学轮回 (碳、氮、硫)、混浊物降解以及微生物废弃料电板方面施展进击作用[4]。凭据胞外电子受体的不同, 微生物胞外呼吸菌主要分为腐殖质还原菌、异化金属还原菌和产电微生物[5-7]。除了惯例微生物, 许多顶点环境微生物也具有胞外电子传递能力, 举例嗜热菌、嗜酸菌、嗜碱菌等[8]。凭据对氧气的需求, 胞外呼吸菌可分为兼性厌氧菌和严格厌氧菌。其中大部分皆集在以下3个门：Proteobacteria (变形杆菌门)、Acidobacteria (放线菌门) 与Firmicutes (厚壁菌门)[4]。已发现的胞外呼吸菌种大多数为革兰氏阴性菌, 只消少数为阳性菌。目下报谈的胞外呼吸菌的数目仅占当然界的极小部分, 好多菌的功能机制还不统统澄莹。跟着商酌的握住深化以及微生物分离能力和分子生物学技能的握住完善, 胞外呼吸菌的资源将会连续握住被发现和丰富。
Shewanella oneidensis MR-1与Geobacter sulfurreducens当作微生物燃料电板中最常用的模式菌株, 是迄今为止商酌最深化和系统的胞外呼吸细菌[11]。到目下为止, 两种微生物基因组的商酌发目下S.oneidensis MR-1和G. sulfurreducens PCA等区分有42个和111个与细胞膜关系的细胞色素c基因[9-10], 但也曾详情功能的细胞色素c仅有几种, 且大都的基因功能还不统统澄莹。尽管这两种功能菌参与电子传递的细胞色素c各不计议, 但都可催化化学响应偏激相应的电化学性能, 使得电子由内膜向胞外的最终电子受体传递, 再通过不同的讲和机制对胞外电子受体进行还原。本文醒目推崇了S.oneidensis MR-1与G. sulfurreducens的胞内电子更动机制和参与胞内电子更动细胞色素c的特色及功能, 以期对胞内电子更动机制有更全面、深化的知晓和意志。
1 电子更动历程中的细胞色素c细胞色素c遍及存在于确凿总共的生物体中, 它亦然参与胞外电子传递历程的进击卵白, 存在于胞外呼吸菌的内膜、周质及外膜卵白中, 大约介导电子从内膜向外膜的传递[11]。不同细胞色素c的氨基酸序列各不计议, 但它们都至少含有一种或几种亚铁血红素。两个独揽的血红素通过半胱氨酸 (Cys) 的硫醚键与卵白部分相结合, 从而促进其与氧气结合的能力, 其催化作用、电子更动及蕴蓄能力取决于与其结合的功能卵白[12-13]。多个亚铁血红素基团可还可变成一个连气儿的“电子导线”, 并与卵白复合变成多亚铁血红素的细胞色素c, 而细胞色素c中至少有一个血红素基团与另一个细胞色素c的血红素基团接近, 从而完成多个细胞色素c间的长距离的电子传递[13]。
2 S.oneidensis MR-1参与电子传递的细胞色素cS.oneidensis MR-1通过质子泵产生电子, 电子经脱氢酶 (如甲酸脱氢酶或氢化酶) 将醌还原为对苯二酚, 对苯二酚在胞内再次被氧化, 产生的电子参加周质内不错对可溶性电子受体平直还原 (如延胡索酸、硝酸盐、三甲胺氧化氮、二甲亚砜、亚硫酸盐及硫代硫酸盐)[14]。而不可参加胞内的大分子电子受体 (如Fe (Ⅲ)、Mn (Ⅴ)、Cr (Ⅵ) 及腐殖酸等), 需要稀零的电子传递门道将电子传递到胞外。
胞内电子传递历程中的最初是脱氢酶从电子供体脱下电子, 传递给醌类中间体。Saffarini等[15]用转座子TN5插入突变得回甲基萘醌合成颓势型的菌株, 证明了甲基萘醌是胞内电子传递中的一个必要构件。电子从醌类中间体传递给镶嵌到内膜卵白的CymA, 再由CymA传递至周质细胞色素并向外膜卵白传递 (图 1), 目下发现镶嵌在周质和外膜上的MtrA是这一历程的主要电子受体, MtrA缺失将导致细胞与胞外电子受体之间的电子传递下跌90%以上[16-18]。此后电子从MtrA向胞传闻递, 即外膜电子传递。尽管目下对于外膜电子传递的机制还不甚澄莹, 但有一个共同的意志是, 岂论是将电子平直传递至不同的电子受体或是传递至可溶性的电子穿梭体, 外膜卵白细胞色素c (OM c-Cyt) 在这一历程中演出着至关进击的变装[19]。MtrB给与MtrA的电子, 并传递给外膜卵白OmcA和MtrC, 后两者频繁被以为是Shewanella胞外电子传递的末端还原酶。
2.1 CymACymA (SO_4591) 参与Shewanella的厌氧呼吸历程, 含4个血红素, 与NapC/NirT结构肖似, 其N端镶嵌于内膜卵白, C端联结4个血红素蔓延至周质卵白中 (图 1)。CymA是Shewanella中起进击呼吸功能的细胞色素, 当缺失编码CymA的基因时, 其最终电子受体的还原能力下跌了80%—100%[20]。另有商酌标明, 厌氧条目下, CymA当作内膜卵白中醌泵与终局还原酶的电子传递链的中间体, 不错对周质卵白中延胡索酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、DMSO及外膜卵白的Fe (Ⅲ) 和Mn (Ⅴ) 进行还原, 但仅通过细胞色素c3才可将电子传递到MtrA (图 1)[21-22]。而猬缩与内膜卵白相联N端的CymA仍保留其还原延胡索酸的能力, 却丧失对周质中间体细胞色素c3的还原[21, 23]。为进一步证明这个限度, 以电极当作S.oneidensis MR-1的电子供体对延胡索酸进行还原, 限度标明85%的电子通过CymA传递到延胡索酸, 仅有15%通过周质穿梭体传递到MtrA, 这不仅说明FR的氧化还原电势要高于细胞色素c3, 而且CymA-FR-MtrA在周质中变成了传递电子的复合体[23-24]。
2.2 MtrA编码MtrA的基因为SO_1777, 与编码MtrB (SO_1776)、MtrC (SO_1778) 和OmcA (SO_1779) 的基因位于归并基因群。MtrA位于周质卵白中, 含有10个血红素, 在胞外电子受体的电子传递历程中起主要作用[18]。将缺失mtrA的突变菌株与野生菌株比较, 突变菌株对柠檬酸铁及金属氧化物 (Fe和Mn) 的还原能力大大空闲, 而对延胡索酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、DMSO、TMAO及硫代硫酸盐的还原莫得影响, 说明MtrA是胞外电子传递历程中必要的特异卵白[16]。但MtrA位于周质内, 并不可与胞外电子受体平直讲和, 因此, 电子要通过周质卵白应传递到MtrB。MtrB是一种不含血红素的跨外膜卵白, 当作保护鞘参与了MtrA和MtrC之间的电子传递, 并促进OmcA和OmcB在MR-1内的更动和定位, 是金属氧化物还原历程中不可阻隔的进击卵白[17]。但MtrB奈何将电子更动到外膜的历程尚不澄莹。
2.3 MtrC和OmcAMtrC和OmcA是位于外膜卵白的脂卵白, 各含10个血红素[25-26], 可将电子平直更动到胞外电子受体。与MtrA计议, 缺失编码omcA或mtrC基因的突变体对可溶性电子受体的还原并无影响, 但对胞外金属氧化物 (Fe和Mn) 还原能力权贵下跌, 与野生菌株比较区分裁汰了45%和75%[27]。MtrC和OmcA都具有向胞传闻递电子更动的能力, 但在Shewanella的电子传递历程中MtrC要起到更主要的作用[28-29]。这一限度被Jimmy等[30]再次证明：在柠檬酸铁中培养缺失mtrC的突变菌株, 发现其还原能力要泄露低于缺失omcA的突变菌株, 确认MtrC是柠檬酸铁的主要还原酶。这主如若由于：(1) MtrC踏实态的浓度要高于OmcA；(2) 插入失活的OmcA会导致MtrC含量的增多, 反之不建造；(3) OmcA与MtrC在能源学方面的行径模式不同；(4) MtrC是OmcA施展功能的必要条目。此商酌也初次证明, OmcA与MtrC是MR-1中独一大约将电子更动到Fe (Ⅲ) 的细胞色素[30]。
缺失mtrC的突变体其外膜上细胞色素c的含量不及野生菌株的15%, 说明mtrC对外膜其它细胞色素c的合成起到一定作用。对于缺失OmcA的突变菌株, MtrC仍可在胞质内合成OmcA, 但不可使其更动到外膜[31]。为了进一步说明OmcA和MtrC在电子传递历程中的作用及关系, Liang等[11]将两个多血红素细胞色素c从野生菌株等分离纯化后合成复合卵白, 由于复合体中MtrC : OmcA为1 : 2, 也便是说外膜卵白中至少含有30个血红素, OmcA和MtrC复合体柠檬酸铁的还原能力要远远高于其中大肆单个卵白, OmcA和MtrC在MR-1的外膜卵白中情愿结合成了一个踏实的卵白复合物并在电子传递门道中施展了进击作用。
OmcA和MtrC对不同电子受体的还原具有特异性, Shi等[11]将胞外电子受体V (Ⅴ)、U (Ⅵ) 及Se (Ⅵ) 当作Fe (Ⅲ) 还原的竞争性底物, 仅有V (Ⅴ) 与Fe (Ⅲ) 为共同的胞外电子受体时, Fe (Ⅲ) 的还原成果会泄露裁汰, 而U (Ⅵ) 和Se (Ⅵ) 对Fe (Ⅲ) 的还原并无权贵影响, 因此在OmcA和MtrC对U (Ⅵ) 及Se (Ⅵ) 的还原并不起主要作用。
2.4 T2SST2SS (Type Ⅱ secretion system) 是Shewanella的卵白分泌系统, 在胞外电子传递中也起到十分进击的作用 (图 1)。T2SS由多种卵白组成, 如GspD、GspE与GspG[32]。商酌标明, 插入失活的gspE的突变体对Fe (Ⅲ) 或Mn (Ⅴ) 的还原能力空闲, 这亦然初次证明了T2SS参与了金属氧化物 (Fe和Mn) 的还原[33]。随后Shi[34]初次证明了T2SS在MtrC与OmcA的更动中起到了平直作用, 缺失编码T2SS的基因丧失了培养基中S.oneidensis开释MtrC和OmcA的能力；况兼缺失T2SS的S.oneidensis MR-1突变体与缺失mtrC/omcA突变体有相同的表型, 导致其突变体在生物电板中的产电能力下跌[35]。MtrC和OmcA向外膜更动的法例为[34]：(1) 在胞质内合成；(2) 通过Sec门道跨过内膜；(3) 在周质内熟练；(4) 通过T2SS更动到外膜。
2.5 电子更动模块对于S.oneidensis MR-1, 单个基因或多个基因 (cymA或mtrABC) 的敲除并不统统使电流消散, 说明在电子传递历程中还存在其它不错代替上述卵白的结构。基因组分析标明编码MtrABC的一系列本族卵白在计议的主宰子上可编码。其中MtrA的本族卵白包括MtrD、DmsE与SO4360；MtrC的本族卵白为OmcA和MtrF；MtrB有3个本族卵白分为MtrE、dmsF与SO4359。这些本族卵白组成的电子更动模块也可将电子从醌池更动到胞外的电子受体, 但其施展的作用各不计议[36]。目下也曾对其中外膜电子传递通谈中的一种十血红素辅基细胞色素 (MtrF) 进行了X射线晶体结构领会。凭据这个结构模子, 不错商酌不同类型的胞内电子传递或领会可能的胞内电子传递发祈望制。MtrF晶体结构的领会第一次详情了10个血红素的空间排布构型, 其中血红素以一种特有的交叉构型蚁合在4个结构域 (Domains Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ) 中[37]。这个结构不错为东谈主们提供分子水平商酌的可能性, 用于分析胞外呼吸菌奈何还原不溶性底物 (如矿物)、可溶性底物 (如黄素) 以及与细胞名义不同氧化还原细胞色素终局之间变成的电子传递链[37]。
通过其不同基因缺失的突变体对柠檬酸铁的还原可知, 在MtrA和OmcA存在的条目下, MtrD促进了电子的传递, 而SO4360在电子传递历程中的孝敬较少, 也便是说在功能上, MtrA的本族卵白可取代MtrA, 其还原柠檬酸铁的法例为MtrD > DmsE >> SO4360。缺失mtrF的突变菌株对柠檬酸铁的还原量与野生菌株进出不大, 但对黄素及可溶性电子受体的还原能力要强于OmcA和MtrC, 而MtrE在功上可替代MtrB。MtrDEF在Shewanella中变成了与MtrCBA重复或交叉的呼吸蚁集, 对Shewanella的顶点厌氧呼吸历程而言也起到至关进击的作用[36]。
Shewanella中最主要的电子传递模块是MtrCAB, 由基因omcA-mtrCAB编码, 位于外膜的细胞色素c (MtrC与OmcA) 可将电子平直传递到胞外受体, 但由于外膜的宽度为40 Å, MtrA和MtrC位于外膜的两侧, 电子无法从内膜平直传递到外膜, 需要通过中间体传递电子MtrB来完成内膜与外膜间的电子传递[38]。Richard等[39]还建议了一种外膜卵白组成的电子传递通谈复合体的分子结构, 由MtrC、OmcA、MtrA及MtrB组成, 其中MtrA是基于两个五血红素辅基NrfB单体末端联贯组成的[40], MtrC和MtrA镶嵌孔卵白的深度是未知的。目下实验能力还无法商酌卵白内沿着血红素组成的通谈进行的电子传递历程, 而高性能蓄意则不错从分子水平领会血红素分子之间电子传递的热力学和能源学性质[41]。接收这些卵白组成特有的分子机器进行长距离的电子传输, 更动电子的距离不错突出100 Å, 这对于生物纳米技能斥地的设想具有不问可知的科学敬爱敬爱。
3 G. sulfurreducens中参与电子更动的细胞色素cGeobacter的电子传递机制与Shewanella存在较大各异, Shewanella可产生电子穿梭体将电子波折传递到胞外受体, 而Geobacter则需要与胞外受体平直讲和才可使其还原[42-44]。二者胞内细胞色素c种类与功能也各不计议, G. sulfurreducens的细胞色素c中含有100多个基因, 并产生大都的细胞色素c, 远多于S.oneidensis MR-1[10]。其中参与胞外电子传递细胞色素c包括MacA (位于内膜名义与胞质联贯[45])、PpcA (存在胞质中[46]), 以及位于外膜卵白的OMCs (包括OmcB、OmcE、OmcS及OmcZ)(图 2)[47]。图 2比较了Shewanella MR-1和G. sulfurreducens胞外电子传递链的组成。
3.1 MacA和PpcAMacA和PpcA是位于周质内的两个细胞色素c, 它们将细胞色素的内膜与外膜相联, 可使电子从周质传递到胞外的电子受体。MacA的分子量为35kDa[45]。X-射线衍射对MacA三维结构分析限度炫夸, 它主要包含两个球状结构, 其中各含一个亚铁血红素基团[42]。由于MacA名义带正电荷, 可与细胞质膜中带负电荷的名义情愿相联, 并通过PpcA将电子传递到外膜卵白。基因macA在Fe (Ⅲ) 当作最终电子受体时的抒发能力要泄露高于延胡索酸[45]。与野生菌株比较, 缺失macA对氧化应激响应并无影响, 而其还原Fe (Ⅲ) 的能力泄露裁汰, 说明MacA是调遣电子向Fe (Ⅲ) 传递的主要卵白。可是, 随后的商酌中标明, 缺失macA的突变体并不可使电流统统消使, 但omcB的回转录及卵白质水平泄露裁汰[48], 况兼omcB的反式抒发使缺失macA的突变体对Fe (Ⅲ) 的还原速度与omcB的表杀青正关系。也便是说, MacA并不屈直参与电子传递的历程, 而是通过对omcB的抒发调控波折影响胞外受体的还原能力[48]。而在频年来的商酌中标明, MacA除可波折参与电子传递历程外, 它与细菌细胞色素c的过氧化物酶也具有高度的相同性, 说明MacA如故Geobacter在氧过量而发生中毒时可本身解毒的必要卵白[49]。
PpcA位于周质内, 分子量为9.6kDa, 包含3个血红素和1个疏水信号肽, 等电点为9.5, 其N端的氨基酸序列与硫还原单胞菌中含3个血红素的细胞色素c7情愿相联[46]。缺失ppcA的突变体对延胡索酸还原影响并不权贵, 而对Fe (Ⅲ)、AQDS及U (Ⅵ) 的还原速度泄露裁汰, 因此PpcA当作周质中的电子载体, 可将电子传递到外膜卵白的最终还原电子受体如Fe (Ⅲ) 还原酶、腐殖质、AQDS及金属氧化物 (Fe和Mn)。PpcA的4个同源卵白也位于周质内, 区分为PpcB、PpcC、PpcD及PpcE, 与PpcA氨基酸序列的相同度区分为77%、62%、57%和65%[46]。在缺失ppcA时, PpcB-E的含量增多, 可部分赔偿PpcA的缺失。而缺失ppcB-E, PpcA含量也会增多, 而且其还原可溶性Fe (Ⅲ) 的量要高于野生菌株, 说明PpcA是周质中最有用的电子载体[46]。
3.2 OmcBOmcB是第一个被发现对可溶性Fe (Ⅲ) 和Fe (Ⅲ) 氧化物都有还原能力的细胞色素c[50]。为进一步证明这一不雅点, 微阵列分析标明omcB的回转录水平与它在Fe (Ⅲ) 氧化物及柠檬酸铁的孕育进度肖似, 说明两种受体区分被还原时, OmcB卵白的含量十分[51]。这种高分子量的细胞色素c具有12个可与亚铁血红素结合的位点, 其N端含有10个氨基酸脂卵白信号肽, 位于外膜卵白, 部分泄露于胞外空间。OmcC是OmcB独一的同源卵白, 二者相同度为73%, 但它并不参与Fe (Ⅲ) 和Mn (Ⅴ) 的还原[50]。缺失omcB的突变体对可溶性Fe (Ⅲ) 和Fe (Ⅲ) 氧化物的还原能力都大大裁汰, 说明电子传递从周质到OmcB的传递历程是Fe (Ⅲ) 还原的进击门道, 但对Mn (Ⅴ) 的还原并无影响, 也便是说, 电子从胞内更动递到Mn (Ⅴ) 还可能存在多种其它门道[50, 52]。
3.3 OmcS和OmcEOmcS和OmcE位于外膜卵白, 大意的附着在细胞名义[47]。缺失omcS与omcE的突变体大大裁汰了Fe (Ⅲ) 氧化物的还原能力, 但对可溶性电子受体及柠檬酸铁的还原并无影响, 因此缺失这两种卵白并不影响电流的产生[28]。
OmcS是硫还原单胞菌中含量最丰富的细胞色素c, 其分子量大小为50kDa, 位于外膜卵白, 含有6个亚铁血红素。omcS(GSU2504) 在Fe (Ⅲ) 或Mn (Ⅴ) 氧化物区分当作电子受体进行培养时, 转录水平有很大提升, omcS的本族基因omcT(GSU2503) 位于omcS的卑鄙, 二者具有计议的主宰子, 氨基酸序列相同度为62.6%[53]。在Fe (Ⅲ) 氧化物当作电子受体培养的菌株中, 基因omcS与omcT转录水平均所以柠檬酸铁作电子受体的28.3倍；而Mn (Ⅴ) 氧化物作子受体时, 其转录水等区分是柠檬酸铁作电子受体13.8和52.2倍[52], OmcS还可促进电子从菌毛传递到Fe (Ⅲ) 氧化物, 说明OmcS是金属氧化物 (Fe和Mn) 的最终还原酶[54]。尽管omcT具有很强的抒发能力, 但OmcT在Fe (Ⅲ) 氧化物孕育的细胞卵白质组中的含量并不丰富[28], 况兼缺失omcT对金属氧化物 (Fe和Mn) 的还原并无权贵影响[55]。
OmcE (GSU0618) 含有4个血红素, 分子量大小为30kDa。在Fe (Ⅲ) 氧化物电子供体时, 细胞中omcE的转录水平是柠檬酸铁的3倍, 但在Mn (Ⅴ) 当作电子受体时, omcE的转录水平并莫得升高[52]。有商酌标明, 缺失omcE会少顷扼制Fe (Ⅲ) 和Mn (Ⅴ) 氧化物的还原, 但跟着时辰增多, 两种氧化物的还原能力又规复到正常水平。因此, 与OmcS比较, OmsE不是Fe (Ⅲ) 和Mn (Ⅴ) 氧化物还原必要的卵白[55]。免疫定位商酌标明, 在Fe (Ⅲ) 氧化物作电子受体时, 细胞中OmcE的含量要泄露低于OmcS, 而且OmcE与OmcS不同, OmcS位于沿着电子传递处所的菌毛隔邻, 可将电子平直传递到胞外, 这也进一步说明了在金属氧化物的还原中, OmcE并不起主要作用[56]。
3.4 OmcFOmcF (GSU2432) 位于外膜卵白, 只含1种血红素, 分子量大小为10kDa, 其结构与光合藻类Monoraphidium中细胞色素c6高度肖似, 是一种参与在光融合用中电子传递的细胞色素c[57]。商酌标明, omcF参与了omcB的抒发, 缺失omcF使omcB转录水平大大裁汰, Fe (Ⅲ) 的还原能力也有所下跌[58]。缺失omcF的突变株在以Fe (Ⅲ) 氧化物当作电子受体时的孕育景况泄露裁汰, 而以Mn (Ⅴ) 作电子受体时并莫得影响[52]。产生这一限度的原因是由于omcF的缺失平直或波折影响omcB的抒发能力, 导致Fe (Ⅲ) 的还原能力裁汰, 由于omcB并不是Mn (Ⅴ) 还原的主要门道, 因此缺失omcF对Mn (Ⅴ) 的还原并无影响。
熟女吧 3.5 OmcZOmcZ (GSU2076) 是一种与细胞外基质相联的细胞色素c, 并不存在于总共Geobacter中, OmcZ有两种存在形态：OmcZL(50kDa) 和OmcZs (30kDz), 而对其亚细胞定位商酌标明, OmcZs是OmcZ胞外存在的主要形态, 包含8个血红素, 其氧化还原电势从-420到-60mV[59-60]。OmcZL在周质和外膜内完成更动后的修饰加工, 而大多数的OmcZs存在于细胞外基质[59]。在以石墨电极为独一的电子受体时, OmcZ是产电历程中最进击的细胞色素, 阻隔omcZ的突变体使电流减少90%以上, 但它并不参与延胡索酸盐、柠檬酸铁或Fe (Ⅲ) 氧化物的还原[61]。频年来商酌发现, OmcZ在Mn (Ⅴ) 氧化物当作电子受体时的孕育数目泄露增多[52], 也就说明OmcZ可还原Mn (Ⅴ), 但不可还原Fe (Ⅲ), 这与Kengo等[59]的商酌限度一致, 由于Mn (Ⅴ) 氧化物的中点电位在25℃, pH值为7时可达到500—600mV, 远高于OmcZ (-220mV), 而OmcZ与Fe (Ⅲ) 氧化物中间电位 (-300mV) 进出不大, 因此OmcZ可快速将电子传递到Mn (Ⅴ)。但缺失OmcZ的突变株对Fe (Ⅲ) 及Mn (Ⅴ) 的还原并莫得影响[52], 说明OmcZ也不是参与Mn (Ⅴ) 还原的主要细胞色素c。
3.6 OmpB和OmpCOmpB和OmpC不属于细胞色素c, 它们是由硫还原单胞菌中的4个基因编码的多铜氧化酶卵白, OmpC与生盘纤发菌中的MofA较为接近, 它是参与Mn (Ⅳ) 氧化的功能卵白[62-63]。而OmpB与枯草杆菌中的漆酶较为肖似[64-65], 位于细胞外基质, OmpC与它相邻[66]。因此这两种卵白具有将电子传递到胞外不溶性电子受体的后劲。在G. sulfurreducens中, 这两种基因对Fe (Ⅲ) 或Mn (Ⅴ) 的还原起进击作用[66-67]。基因芯片分析标明, ompB对Fe (Ⅲ) 及Mn (Ⅴ) 的还原起主要作用, 而ompC仅参与Fe (Ⅲ) 的还原, 其还原能力相对ompB较弱[52]。
3.7 T4P比较Shewanella需要应用OmcA与MtrC来进行胞外的电子传递, Geobacter则应用菌毛将电子从外膜卵白传递到胞外电子受体[68]。商酌标明, G. sulfurreducens上的菌毛具有强导电性, 并不需要与胞外不溶性电子受体平直讲和, 它具有当作纳米导线的潜在作用, 可应用纳米导线将电子从胞内传递到胞外受体[69]。硫还原单胞菌中T4P (Type Ⅳ pili) 是电子到达胞外受体有用的传递方式[69]。T4P直径为60—90Å, 长度1μm, 由上千种菌毛卵白组成[70]。T4P高度保守的N末端α-螺旋当作高度团员域, 菌毛的名义结构由C末端可变的球状域变成, 并决定了菌毛的多种功能[70]。将丧失变成菌毛的突变体培养在以不可溶的Fe (Ⅲ) 作电子给与体的培养基中, 发现其不可还原Fe (Ⅲ)。还有商酌标明, 野生菌株对U (Ⅵ) 的还原能力也泄露强于丧失产生菌毛的突变体。PliA还促进卵白的更动, 因此缺失pilA, 其突变体中外膜上关系的细胞色素c不大约准详情位。
4 存在的问题与商酌瞻望尽管目下也曾澄莹了S. oneidensis MR-1与G. sulfurreducens胞内电子传递历程偏激位于内膜、周质和外膜上的部分细胞色素c在胞内电子更动中的功能与互关系系, 但对胞外呼吸菌胞内电子更动历程的商酌还有许多问题尚未管制。最初, MtrB是否促进了电子从外膜传递到细胞名义这小数仍然是不祥情的, MtrB结构及功能的商酌是必要的, 以揭示其是否平直参与了电子传递历程；其次, 电子从外膜卵白CymA到MtrA是奈何传递的, 在周质参与其更动的卵白有哪些尚未统统详情。细胞色素c具有专一性, 参与电子传递的细胞色素c可识别位于胞外不同的电子受体chloe 调教, 但胞外呼吸菌是奈何通过调遣本身的分子结构来改换其参与电子传递的卵白组分或接收不同的电子更动门道来进行识别的, 这一问题也仍是未知。G. sulfurreducens的外膜卵白及纳米导线是电子传递历程中进击的组成部分, 可介导不同菌群间平直或波折的电子传递, 商酌标明Geobacter与产甲烷菌为共生关系况兼两种菌群之间可进行电子传递, 但大多数的产甲烷菌并不含有细胞色素c[71], 因此, 对于不含细胞色素的菌群, Geobacter与Shewanella是应用何种机制互融会别并进行传递电子的, 这一历程也需要进一步商酌。在复杂条目下进行胞外电子传递时, 归并种微生物胞内电子传递历程中参与的卵白及传递机制是否计议, 哪些卵白参与其主要作用以及由哪些菌群协同完成还有待于进一步商酌。现阶段商酌的胞外呼吸菌仅占当然界极小部分, 胞内电子传递机制的商酌也仅限于Geobacter与Shewanella。因此, 要分离出更多的胞外呼吸菌, 完善其参与电子传递链进击组分及细胞色素c的分子学机制, 并商酌其在多种复杂条目的胞外电子传递历程, 才可有用管制混浊物的难降解和微生物产电成果低等践诺问题。