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相似文献
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1.
【目的】铁硫簇是最古老的一种氧化还原中心,它普遍存在于所有生命体内,在光合作用、呼吸作用和固氮作用这三个地球生命最基本的代谢途径中扮演着重要的角色。【方法】以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans ATCC 23270)基因组为模板,克隆表达其ISC铁硫簇组装的3个核心蛋白,IscS(半胱氨酸脱硫酶蛋白)、IscU(支架蛋白)和IscA(铁供体蛋白)。【结果】研究发现IscS能催化半胱氨酸脱硫,为铁硫簇的组装提供硫,支架蛋白IscU不具备结合铁的能力,IscA具有较强的铁结合能力。【结论】铁硫簇体外组装证明Fe-IscA在体外能将结合的铁传递给IscS,并在IscU上进行铁硫簇的组装。  相似文献   

2.
嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长动力学   总被引:1,自引:1,他引:1  
在确定二价铁离子为A.f生长过程中惟一限制性底物条件下,通过考察初始亚铁离子浓度、初始pH值两种影响亚铁离子氧化代谢的主要因素来研究细菌的生长特性,得到以限制性底物亚铁离子浓度为表征的细菌生长曲线。利用基于Monod方程建立的细菌生长动力学方程模型,采用Matlab软件中的Gauss-Newton算法确定了在不同条件下细菌生长动力学参数,包括最大比生长速率μm、Monod常数K及Ro,推导出了不同条件下A.f对数期以底物Fe(Ⅱ)浓度为表征的生长动力学方程。  相似文献   

3.
嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidan,A.ferrooxidans)广泛存在于酸性矿物废水中,与生物冶金和环境净化紧密相关。不同来源嗜酸氧化亚铁硫杆菌全基因组的测序,为我们利用比较基因组学和功能基因组学的方法去洞察嗜酸氧化亚铁硫杆菌功能基因,提供了坚实的研究基础和丰富的科研信息。简述了嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组学的基本特征;从比较基因组学和功能基因组学发现了嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株基因组水平的差异;通过生物信息学概述了该菌的铁和硫代谢机制,并从细菌的功能基因组学对其在生物冶金与环境治理等应用进行了展望。  相似文献   

4.
正交法优化嗜酸氧化亚铁硫杆菌冷冻干燥保护剂   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
利用正交实验方法,以甘油、海藻糖、蔗糖和牛血清蛋白为因素,对嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acididfiobacillus ferrooxidans,A.ferrooxidans)冷冻干燥保护剂的最优化配比进行了研究。直观分析、因素指标分析和方差分析的结果表明:由甘油、海藻糖、蔗糖和牛血清蛋白组成的冷冻干燥保护剂中,对存活率影响的主次顺序依次为:甘油〉海藻糖〉牛血清蛋白〉蔗糖。保护剂的最优化组合为甘油5%、海藻糖15%、蔗糖18%、牛血清蛋白10%。经过验证,该组合的保护剂可使冷冻干燥嗜酸氧化亚铁硫杆菌的存活率达到94%。  相似文献   

5.
目的:嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)硫氰酸酶是硫代谢中极其重要的酶,其作用主要包括氰化物的解毒,铁-硫蛋白的合成,以及硫胺、硫尿苷或烟碱乙酸胆碱的生物合成,硫氰酸酶的研究对揭示生物冶金机理具有重要的推动作用.方法:以A.ferrooxidans ATCC23270基因组为模板设计引物,通过PCR扩增得到编码硫氰酸酶的基因,目的基因片段与原核表达载体PLM1构建重组体,然后转入大肠杆菌(Eschcrichia coli,E.coli)DH5a感受态中,基因测序正确后,重组质粒再转入E.coli BL21感受态中,加IPTG诱导蛋白表达,用一步亲和层析法纯化出浓度和纯度都较高的硫氰酸酶.结果:SDS-PAGE分析证实蛋白分子量为21kD,紫外可见光分析,确定硫氰酸酶中含有铁硫簇,酶活测定发现重组硫氰酸酶在体外不具有酶活性,可能与酶反应条件及信号肽的切断有关.结论:体外成功克隆.表达,纯化出重组体硫氰酸酶,其基本性质也得到阐述.  相似文献   

6.
嗜酸氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化酶基因分子多态性研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
杨宇  彭宏  孙斌  王杰伟  胡岳华 《遗传》2005,27(5):787-791
嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans, A.f)属于化能自养、革兰氏阴性细菌,好氧嗜酸,以氧化亚铁离子或还原态硫化物(S0&S2-)获得能量生长。在其Fe2+氧化系统中,亚铁氧化酶起重要作用。对不同硫化矿区分离得到的5株A.f进行生长动力学和对亚铁氧化活性的对比研究,结果显示不同菌株之间存在表型差异。提取A.f菌株的基因组DNA,设计引物,对亚铁氧化酶基因进行PCR扩增,同时对扩增产物直接进行测序,并同GenBank的参考序列进行比对分析,发现序列相似性在99%~97%之间,分析编码区域发现在第187~195位可能存在一个高变异区:在第187~189位,菌株YTW编码的氨基酸Thr→Pro;而在第193~195位,菌株TK是Met→Asn; 菌株BY则是Met→Ile。另外在位点第219位,所有菌株都是T→C,但编码的氨基酸未发生变化,属于同义密码子。对于编码区上游序列,比对后没有差异;而对于编码区下游序列,经比对发现存在一些差异位点。  相似文献   

7.
从我国三大铜矿的酸性矿坑水中富集分离出9个具有较强活性的嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株,经过Cu~(2 )的系列浓度梯度的培养,选出其中天然抗铜能力最强的菌株26~#,在Cu~(2 )浓度为0.20mol/L的9K培养基中能在72h内完全氧化培养基中的Fe~(2 ),在含0.22mol/L Cu2~(2 )的9K培养基中能在192h内完全氧化培养基中的Fe~(2 )。以CuSO_4·5H_2O为单变量驯化介质驯化该26~#抗铜菌株,26~#驯化菌株的Fe~(2 )氧化能力明显增强:在含0.25mol/LCu~(2 )的9K培养基中能在84h内完全氧化其中的Fe~(2 )。为了提高驯化菌的稳定性,将驯化后的26~#菌株用紫外线进行诱变。研究结果表明:驯化诱变对菌种的改良有重要的作用,诱变后菌株的生长性能稳定,氧化活性进一步提高,26~#驯化诱变菌在0.25mol/LCu~(2 )存在的条件下完全氧化9K培养基中Fe~(2 )的时间约为60h,对Fe~(2 )氧化能力明显强于驯化菌及野生菌。  相似文献   

8.
目的:为了研究嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)启动子结构与功能。方法:以pSV-β-galactosidase质粒为骨架,通过定点突变的方法引入一个新的BstBⅠ单酶切位点,构建能在大肠杆菌(Escherichia coli)中正常复制的启动子探针载体。利用PCR的方法将A.ferrooxidans菌cycA2基因上游5'段上游DNA片段克隆到探针载体β-半乳糖苷酶基因上游以替代其原有启动子(gpt启动子),并将重组的质粒转化E.coliDH5α菌株。通过检测宿主细胞的β-半乳糖苷酶活性,来鉴定启动子片段,并分析了启动子探针质粒载体的功能及启动子的强度。结果:pSV-β-galactosidase质粒被正确突变,成功构建了启动子探针载体pSVB。来源于A. ferrooxidans菌的启动子片段可驱动β-半乳糖苷酶基因在E.coli细胞中表达,转化子酶活性约为gpt 启动子驱动下活性的70 %。结论:启动子探针载体(pSVB)可用于A. ferrooxidans菌或者其它原核生物启动子的分离及进一步的分析研究。酶活性分析结果表明,来源于A. ferrooxidans菌cycA2基因上游5'段上游DNA片段具有显著启动子活性。  相似文献   

9.
实验用Ms培养基,利用去除铁离子的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)进行了细菌亚硫酸盐的生长代谢研究。实验结果表明氧化亚铁硫杆菌对亚硫酸根具有一定的氧化能力。用Origin 7.0对实验数据进行拟合处理,表明了氧化亚铁硫杆菌催化氧化亚硫酸盐的动力学方程符合Hill方程。氧化亚铁硫杆菌催化氧化亚硫酸盐是一个底物抑制的细胞反应,其KS值随pH值和底物浓度的改变而变化。pH值对反应有很大的影响,pH值越接近中性KS就越小,反应速率就越大。  相似文献   

10.
目的:探讨硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长及铁代谢基因表达的影响.方法:用血细胞计数板和重铬酸钾滴定法研究了不同浓度硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长的影响,采用实时荧光定量PCR技术研究了硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌铁代谢基因表达的影响.结果:硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的生长有抑制作用,随着培养基中硫酸铁浓度的增加,抑制作用也越来越明显.实时定量PCR结果表明,用0.15 M硫酸铁刺激细菌后,实验中所涉及的铁代谢相关基因表现出相似的表达趋势.刺激10 min后,基因均发生明显的的表达上调,且表现为最大值.刺激时间延长,上调幅度逐渐减小.不同的操纵子基因表现出不同的上调幅度.结论:硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的生长有明显的抑制作用,铁代谢相关基因对硫酸铁的刺激有积极的反应.  相似文献   

11.
嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组分泌蛋白的初步分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用信号肽预测软件SignalP v3.0、跨膜螺旋结构预测软件TMHMM v2.0和非经典分泌蛋白预测软件SecretomeP对嗜酸氧化亚铁硫杆菌全基因组的3 218个氨基酸序列进行预测分析.结果表明在嗜酸氧化亚铁硫杆菌中有507个蛋白为分泌蛋白,其中分泌型信号肽120个(其中有9个为RR-motif亚组型信号肽),脂蛋白信号肽3个,Prepilin-like信号肽4个,非经典分泌蛋白380个.并对分泌型信号肽的长度分布、氨基酸使用频率和酶切位点的氨基酸使用频率作了统计.得分最高的100个非经典分泌蛋白中,有36个具有功能分类,主要是参与细胞壁、能量代谢及转运和结合的蛋白质.嗜酸氧化亚铁硫杆菌的这507个分泌蛋白所参与的生化过程可能发生在膜外的周质空间或是菌体外的场所,为该物种与矿物相互作用,以及对环境做出响应服务.  相似文献   

12.
A stoichiometric model of Acidithiobacillus ferrooxidans based on the sequenced genome from strain ATCC 23270 is derived and parameterized using genome/pathway databases. The model describes the main aspects of catabolism and anabolism. By the construction and utilization of the mathematical determination of the network, metabolic flux analysis is performed for such a bacterium for the first time and results are successfully verified by comparison to literature values. This first metabolic model of A. ferrooxidans is able to simulate the main aspects of metabolism and will be useful for further investigation and improvement of bioleaching procedures. Biotechnol. Bioeng. 2009;102: 1448–1459. © 2008 Wiley Periodicals, Inc.  相似文献   

13.
氧化亚铁硫杆菌是一个具有很强生物浸矿能力的细菌,本文对3株分离得到的氧化亚铁硫杆菌及一株来自菌种中心(Acidithiobacillus ferrooxidans A.f)的铁氧化活性及其这些菌株对低品位黄铜矿浸出速率进行了研究。结果显示,在所有的4株A.f菌中,菌株CMS—F1和F10—ATCCC23270的铁氧化活性较高,其对黄铜矿生物浸出速率也高。进一步分析亚铁氧化活性对生物浸矿效率的影响时发现,在A.f菌中,氧化活性高的菌株,其对低品位黄铜矿的生物浸出效果也高。  相似文献   

14.
The kinetics of sulfur oxidation by Acidithiobacillus ferrooxidans in shaking flasks and a 10-L reactor was studied. The observed linearity of growth and sulfur oxidation was explained by sulfur limitation. Total cell yield was not significantly different for exponential growth as compared to growth during the sulfur-limiting phase. Kinetic studies of sulfur oxidation by growing and nongrowing bacteria indicated that both free and adsorbed bacteria oxidize sulfur. Changes in the number of free bacteria rather than cells adsorbed on sulfur were better predictors of the kinetics of sulfur oxidation, indicating that the free bacteria were performing sulfur oxidation. The active growth phase always followed adsorption of bacteria on sulfur; however, the special metabolic role of adsorbed bacteria was unclear. Their activity in sulfur solubilization was considered.  相似文献   

15.
日本落叶松林分生长量Richards生长方程的建立与应用   总被引:3,自引:4,他引:3  
在3个参数Richards生长方程的基础上,研究了5个参数的生长方程y=c2stc2(1-e^-c3Nc4t)^c5经实际在辽宁日本落叶松生长区应用,精度检验性好,估测效果良好,可在生产中应用。  相似文献   

16.
氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的生物控制矿化作用可以使其在胞内形成黑色电子致密颗粒—磁小体。本研究利用生物信息学方法对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC 23270的全基因组进行分析, 并通过Real-time PCR技术研究氧化亚铁硫杆菌中与磁小体形成相关的mpsA、magA、thy和mamB四个基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达, 结果发现它们在转录层面的表达量受亚铁浓度的影响, 当亚铁浓度达到150~200 mmol/L范围内达到最高表达,这对进一步深入研究氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成机理有积极的意义。  相似文献   

17.
Microbes are able to enhance the sulfide mineral decomposition, which lead to the formation of AMD. Attachment of bacterial cells to the mineral surface is an important process for pyrite oxidation by Acidithiobacillus ferrooxidans. The selective advantage of bacterial adhesion is considered to favor the surface localization of bacterial populations as nutritionally favorable. Environmental factors determine cell accumulation or dissociation of attachment. In our study, the amount of sessile cells increased rapidly during the initial stage of attachment on pyrite. Planktonic cells showed high activity leading to the accumulation of large colonies on the pyrite surface. We found three proteins to be up-regulated significantly. Additionally, by matching the sequences of the three proteins to the Pfam database, we found that they are related to adhesion, pili biosynthesis and movement. When we replaced pyrite with glass to provide an inert surface that abolished electrostatic forces, we found that cell attachment was maintained under nutrient-rich conditions but drastically reduced under conditions of limited nutrients or the presence of the inhibitor homoserinelactone. Our results are consistent with the idea that starvation may lead to inhibition of attachment by an unknown mechanism that allows bacteria to search for nutrient-rich habitats.  相似文献   

18.
Cysteine residues are absolutely indispensable for the reactions of almost all enzymes involved in the dissimilatory oxidation pathways of reduced inorganic sulfur compounds. Tetrathionate hydrolase from the acidophilic iron- and sulfur-oxidizing bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans (Af-Tth) catalyzes tetrathionate hydrolysis to generate elemental sulfur, thiosulfate, and sulfate. Af-Tth is a key enzyme in the dissimilatory sulfur oxidation pathway in this bacterium. Only one cysteine residue (Cys301) has been identified in the deduced amino acid sequence of the Af-Tth gene. In order to clarify the role of the sole cysteine residue, a site-specific mutant enzyme (C301A) was generated. No difference was observed in the retention volumes of the wild-type and mutant Af-Tth enzymes by gel-filtration column chromatography, and surprisingly the enzyme activities measured in the cysteine-deficient and wild-type enzymes were the same. These results suggest that the sole cysteine residue (Cys301) in Af-Tth is involved in neither the tetrathionate hydrolysis reaction nor the subunit assembly. Af-Tth may thus have a novel cysteine-independent reaction mechanism.  相似文献   

19.
Aims: The primary goal of this study was to characterize the existence of a functional c‐di‐GMP pathway in the bioleaching bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans. Methods and Results: A bioinformatic search revealed that the genome sequence of At. ferrooxidans ATCC 23270 codes for several proteins involved in the c‐di‐GMP pathway, including diguanylate cyclases (DGC), phosphodiesterases and PilZ effector proteins. Overexpression in Escherichia coli demonstrated that four At. ferrooxidans genes code for proteins containing GGDEF/EAL domains with functional DGC activity. MS/MS analysis allowed the identification of c‐di‐GMP in nucleotide preparations obtained from At. ferrooxidans cells. In addition, c‐di‐GMP levels in cells grown on the surface of solid energetic substrates such as sulfur prills or pyrite were higher than those measured in ferrous iron planktonic cells. Conclusions: At. ferrooxidans possesses a functional c‐di‐GMP pathway that could play a key role in At. ferrooxidans biofilm formation during bioleaching processes. Significance and Impact of the Study: This is the first global study about the c‐di‐GMP pathway in an acidophilic bacterium of great interest for the biomining industry. It opens a new way to explore the regulation of biofilm formation by biomining micro‐organisms during the bioleaching process.  相似文献   

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