硝酸盐对牛粪梭菌甲酸脱氢酶缺失型Wood-Ljungdahl途径固碳的影响

作者：关紫微; 符波^*; 钱庆庆; 张衍; 刘宏波; 刘和

来源：微生物学通报, 2023, 50(04): 1396-1406.

DOI：10.13344/j.microbiol.china.220793

• 硝酸盐
• 甲酸
• 同型产乙酸作用
• Wood-Ljungdahl途径
• 糖酵解

【背景】异于同型产乙酸菌通常利用Wood-Ljungdahl途径将2分子CO2还原为1分子乙酰辅酶A,Clostridium bovifaecis缺失Wood-Ljungdahl途径甲基支路第1步将CO2还原为甲酸的甲酸脱氢酶，需甲酸存在时将1分子甲酸和1分子CO2还原为乙酰辅酶A发生葡萄糖的同型产乙酸型发酵。已有报道显示，硝酸盐也可作为同型产乙酸菌的电子受体，而且对不同同型产乙酸菌的代谢影响有所不同，然而硝酸盐对这种独特的甲酸脱氢酶缺失型Wood-Ljungdahl途径固碳的影响尚不清楚。【目的】探究硝酸盐对C.bovifaecis甲酸脱氢酶缺失型Wood-Ljungdahl途径固碳的影响。【方法】硝酸盐浓度分别为10 mmol/L和30 mmol/L时，以未添加硝酸盐为对照实验，研究C.bovifaecis在葡萄糖+甲酸+CO2为基质条件下的细菌生长、底物消耗和产物生成情况。【结果】10 mmol/L和30 mmol/L硝酸盐存在时，主要产物乙醇浓度分别为5.80 mmol/L和1.66 mmol/L，明显低于对照组的乙醇浓度(7.13 mmol/L)，葡萄糖消耗量也明显减少。甲酸盐消耗量随着硝酸盐浓度的升高而降低，硝酸盐浓度为30 mmol/L时甲酸盐无明显消耗。【结论】30 mmol/L的硝酸盐抑制了C.bovifaeciss甲酸脱氢酶缺失型Wood-Ljungdahl途径的固碳作用，10 mmol/L硝酸盐降低了C.bovifaecis葡萄糖的糖酵解作用。

• 单位
  江南大学; 土木工程学院; 苏州科技大学