葡萄糖酸促进氧化亚铁硫杆菌磁小体合成的发酵动力学

【目的】明确不同种类有机物对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans) BYM磁小体形成的促进作用,为安全有效提升细菌磁小体产量提供新思路。【方法】以A. ferrooxidans BYM为目的菌株,采用单因素试验分析10种有机物对A. ferrooxidans BYM亚铁氧化的影响,通过4 L发酵体系进一步筛选促进磁小体合成的有机物;通过分批发酵实验基于经典发酵动力学模型(Logistic、Luedeking-Piret、底物消耗动力学方程)分别构建A. ferrooxidans BYM菌体生长、磁小体合成以及亚铁消耗动力学模型。【结果】筛选得到10 mmol/L葡萄糖酸能使磁小体产量最高达到2.00×10⁻³ g/L,葡萄糖酸使A. ferrooxidans BYM细胞呈椭圆形,表面光滑;在葡萄糖酸作用下,A. ferrooxidans BYM的发酵符合Logistic、Luedeking-Piret、底物消耗动力学方程。【结论】添加10 mmol/L葡萄糖酸能够使A. ferrooxidans BYM磁小体产量提升8倍,葡萄糖酸通过改变细胞形态和表面结构促进磁小体合成,菌体生长、产物生成以及底物消耗动力学模型可以阐明A. ferrooxidans BYM在葡萄糖酸存在下的分批发酵过程。     

趋磁细菌磁小体研究进展

趋磁细菌能在细胞内形成由膜包裹的纳米级单畴磁性颗粒——磁小体。磁小体的形成是受生物严格控制的矿化过程,包括铁离子的吸收、转运和结晶成核等。磁小体膜在磁铁矿（Fe3O4）晶体的形成中起着重要的作用。主要介绍近年来关于磁小体形成过程和参与这一过程的蛋白质等方面的一些重要研究进展。     

趋磁细菌磁小体合成机制研究进展

趋磁细菌可在环境中吸收大量铁并在细胞内合成纳米级磁性颗粒—磁小体。比较几种趋磁细菌基因组特征,针对磁小体岛及与磁小体合成相关基因功能特点等方面,综述了当前磁小体合成机制的研究进展。     

趋磁细菌的磁小体

趋磁细菌是一类对磁场有趋向性反应的细菌,其菌体能吸收外界环境中铁元素并在体内合成包裹有膜的纳米磁性颗粒Fe₃O₄或Fe₃O_{3S4晶体即磁小体。综述了趋磁细菌的磁小体生物矿化的条件,以及趋磁细菌的铁离子吸收、磁小体囊泡的形成、铁离子的转运到磁小体囊泡及囊泡中受控的Fe3O4生物矿化的分子生物学和生物化学等方面的研究进展,重点介绍了趋磁细菌磁小体合成机制的研究进展及未来研究磁小体的发展方向。}     

趋磁细菌及磁小体研究的回顾和展望

趋磁细菌及磁小体研究的回顾和展望陈明杰,卫扬保（武汉大学生命科学学院微生物学与免疫学系．武汉４３００７２）一趋磁细菌研究现状１趋磁细菌的发现１９７５年,美国人Ｂｌａｋｅｍｏｒｅ在显微镜下观察湖泊底部污泥的富集样品时,发现有一类细菌总是聚集在视野的靠北...     

细菌纳米磁小体的合成机制及应用

综述了近年趋磁细菌纳米磁小体生物合成的分子机制及应用进展。磁小体的合成涉及磁小体膜的形成、铁的吸收和转运、磁小体晶体的矿化、成熟以及磁小体的链状排列等。其中Mam J和Mam K互作并丝状排列,固定磁小体使其链状排列及磁小体膜由细胞质膜内陷而形成是两个令人注目的成就。我们也提出了关于磁小体的生理意义及合成机制的假说:细胞在低氧浓度下由于氧胁迫大量吸收铁,Fe³⁺/Fe²⁺电子对可起到类似O₂/H₂O的作用,产生能量并作为电子受体;Fe3+得到电子还原成的Fe²⁺可引起Fenton反应,此反应产生的活性氧可影响到生物体的正常生理代谢,细胞为降低Fe²⁺浓度,将其与Fe³⁺一同转化为Fe₃O₄颗粒;磁小体的生理功能之一是降低胞内的活性氧。     

趋磁细菌AMB-1生物矿化相关蛋白Mms6参与磁小体的合成

【目的】研究趋磁细菌AMB-1生物矿化相关蛋白Mms6与磁小体合成的关系。【方法】在液体静置培养条件和好氧条件下对AMB-1进行培养,分析基因mms6在不同培养条件下转录水平的变化;对基因mms6进行基因敲除,分析突变株的生长和产磁变化。【结果】基因mms6的转录水平随着磁小体的合成逐渐升高;mms6的突变导致菌株在液体静置培养条件下趋磁性降低约50%,但不会影响菌株的生长水平。【结论】基因mms6参与了趋磁细菌AMB-1胞内磁小体的合成。     

趋磁细菌磁小体研究进展*

趋磁细菌能在细胞内形成由膜包裹的纳米级单畴磁性颗粒——磁小体。磁小体的形成是受生物严格控制的矿化过程,包括铁离子的吸收、转运和结晶成核等。磁小体膜在磁铁矿(Fe3O4)晶体的形成中起着重要的作用。主要介绍近年来关于磁小体形成过程和参与这一过程的蛋白质等方面的一些重要研究进展。     

Acidthiobacillus ferrooxidans中磁小体的提取

At.f和趋磁细菌在生理特性和生长环境有一定的相似性,而且镜检发现At.f具有趋磁性,所以本文采用了趋磁细菌中磁小体的提取方法尝试提取At.f中的磁小体,用超声波破碎At.f后,以磁铁吸取其体内的磁性颗粒,经过检测,发现其体内确实存在含铁元素的磁性颗粒。提取粗样品经过电镜分析,证实其体内存在着少量由脂质包裹的磁小体。磁小体悬浮液经过蔗糖密度梯度离心纯化后,对其作透射电镜,可以清晰的看到磁小体。实验结果表明,At.f体内存在少量的磁小体,正是由于磁小体的存在,才使得At.f在外加磁场作用下发生磁生物效应。这是首次发现从酸性矿坑水分离的At.f具有趋磁性,并从中提取到了磁小体,可以利用At.f的趋磁性将其按照不同磁性进行分离,从而获得活性高的、对不同磁性矿物有特异性的高效浸矿菌种。     

X-ray Absorption Spectroscopy and Magnetism of Synthetic Greigite and Greigite Magnetosomes in Magnetotactic Bacteria

Scanning transmission X-ray microscopy at the Fe 2p (L_2,3), O1s, C1s, and S2p edges was used to study greigite magnetosomes and other cellular content of a magnetotactic bacterium known as a multicellular magnetotactic prokaryote (MMP). X-ray absorption spectrum (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) spectra of greigite (Fe₃S₄) nanoparticles, synthesized via a hydrothermal method, were measured. Although XAS of the synthetic greigite nanoparticles and biotic magnetosome crystals in MMPs are slightly different due to partial oxidation of the MMP greigite, the XMCD spectra of the two materials are in good agreement. The Fe 2p XAS and XMCD spectra of Fe₃S₄ are quite different from those of its oxygen analog, magnetite (Fe₃O₄), suggesting Fe₃S₄ has a different electronic and magnetic structure than Fe₃O₄ despite having the same crystal structure. Sulfate and sulfide species were also identified in MMPs, both of which are likely involved in sulfur metabolism.     

趋磁细菌及其应用于生物导航的研究进展

趋磁性细菌是一种由于体内含有对磁场具有敏感性的磁小体,而能够沿着磁力线运动的特殊细菌,本文综述了趋磁细菌的分布、分类、特性、磁小体研究以及趋磁细菌在生物导航方面的研究进展.     

趋磁细菌及其应用于生物导航的研究进展

趋磁性细菌是一种由于体内含有对磁场具有敏感性的磁小体,而能够沿着磁力线运动的特殊细菌,本文综述了趋磁细菌的分布、分类、特性、磁小体研究以及趋磁细菌在生物导航方面的研究进展。     

趋磁细菌及磁小体的生物医学应用研究进展

近年来,趋磁细菌及其生物自身合成的磁小体由于良好的生物安全性逐渐被人们所认识,并被用于生物工程和医学应用研究。与人工化学合成磁性纳米颗粒相比,从趋磁细菌中提取的磁小体具有生物膜包被、生物相容性高、粒径均一及磁性高等优势。趋磁细菌因磁小体在其胞内呈链状排列,具有沿磁场方向泳动的能力,也被应用于各种应用研究。因此,综述了趋磁细菌及磁小体特性,并就最近的研究进展重点综述趋磁细菌和磁小体在生物工程及医学应用等领域的最新研究进展。     

Complete Genome Sequence of the Facultative Anaerobic Magnetotactic Bacterium Magnetospirillum sp. strain AMB-1

Magnetospirillum sp. strain AMB-1 is a Gram-negative -proteobacteriumthat synthesizes nano-sized magnetites, referred to as magnetosomes,aligned intracellularly in a chain. The potential of this nano-sizedmaterial is growing and will be applicable to broad researchareas. It has been expected that genome analysis would elucidatethe mechanism of magnetosome formation by magnetic bacteria.Here we describe the genome of Magnetospirillum sp. AMB-1 wildtype, which consists of a single circular chromosome of 4967148bp. For identification of genes required for magnetosome formation,transposon mutagenesis and determination of magnetosome membraneproteins were performed. Analysis of a non-magnetic transposonmutant library focused on three unknown genes from 2752 unknowngenes and three genes from 205 signal transduction genes. Partialproteome analysis of the magnetosome membrane revealed thatthe membrane contains numerous oxidation/reduction proteinsand a signal response regulator that may function in magnetotaxis.Thus, oxidation/reduction proteins and elaborate multidomainsignaling proteins were analyzed. This comprehensive genomeanalysis will enable resolution of the mechanisms of magnetosomeformation and provide a template to determine how magnetic bacteriamaintain a species-specific, nano-sized, magnetic single domainand paramagnetic morphology.     

趋磁细菌运动特性的研究进展

细菌的运动性是影响其生存及致病的一个关键条件,同时也为合成和开发仿生运动体、微型机器人等提供了有效的模型.趋磁细菌具有胞内磁小体从而能够感知磁场的变化,进而影响其运动行为.目前,这种外部磁场与生物体的远程响应模式已在环境、医疗、材料等领域有广泛应用.因此,聚焦于趋磁细菌的运动特性,综述了趋磁细菌运动行为的表征、运动机理...