jazyk / language:
INTERAKTÍVNA KONFERENCIA
MLADÝCH VEDCOV
Späť do sekcie

Redukcia externých železných minerálov pomocou bunkového elektrónového transportu


Prejsť do diskusie

Redukcia externých železných minerálov pomocou bunkového elektrónového transportu

Jakub Olajoš 1 Roland Sůra 1 Marián Antalík 1

1Prírodovedecká fakulta, Ústav chemických vied, Katedra biochémie, Univerzita Pavla Jozefa Šafárika, Moyzesová 11, 040 01 Košice, Slovenská republika
olajosjakub@gmail.com

Vo vode rozpustné soli železa sú jedným z úzkych miest pre rast mikroorganizmov a tým aj základných potravinových potrieb ďalších organizmov vrátane človeka. Malá dostupnosť železa pre existenciu organizmov je spojená s tým, že v oxidačnej atmosfére aká existuje na Zemi dochádza k jeho oxidácii na Fe3+, ktorého anorganické zlúčeniny sú výrazne menej rozpustné vo vode ako je to v prípade solí Fe2+. Preto poznanie procesov vonkajšieho prenosu redukčných ekvivalentov mimo buniek je v súčasnosti jednou z veľmi dôležitých vedeckých úloh, ktoré by mohli viesť k efektívnemu zdroju obnoviteľných energií ako aj k znižovaniu globálneho otepľovania. Existuje veľký počet hémových proteínov, ale aj iných druhov proteínov, ktoré sprostredkúvajú prenos elektrónov či už v respiračnom reťazci, ale aj v iných oxidoredukčných procesoch. V poslednom období sa ukazuje v tomto smere veľmi dôležitý proces mimobunkového prenosu elektrónov, ktorý sprostredkováva prenos redukčných zdrojov z vnútra bunky na jej povrch a potom do vo vode málo rozpustných hornín, ktoré obsahujú železo v oxidačnom stupni 3+ (Fe3+). Elektrónový prenos z cytoplazmy do mimobunkových priestorov k redukcii minerálov oxidu železitého, vyžaduje dômyselný transportný systém zahrňujúci nízkomolekulárne látky a viachemové cytochrómy ako aj proteínové agregáty vytvorené z hemových proteínov, ktoré zabezpečujú tento proces cez vonkajšiu bunkovú membránu a aj mimo bunky. V nedávnej minulosti bolo získaných mnoho poznatkov k poznaniu povahy týchto štruktúr ako aj k mechanizmu ako prebieha takýto elektrónový prenos. Napriek tomu množstvo základných vedomostí o týchto procesoch ako aj štruktúrach multihémových agregátoch je nedostatočne preskúmaných. Elektrón výmenné reakcie, ktoré prebiehajú medzi mikrobiálnymi bunkami a tuhými materiálmi, ktoré sa označujú ako extracelulárny transport elektrónov (EET), pritiahli vysokú pozornosť v oblasti mikrobiálnej fyziológie, mikrobiálnej ekológie a biotechnológie. Štúdie modelových druhov baktérií, ktoré redukujú železo, ako je napríklad Geobacter spp. a Shewanella spp. odhalili, že redoxne aktívne proteíny, najmä cytochrómy typu c vonkajšej membrány (OMC), hrajú v procese EET kľúčovú úlohu. Nedávne metagenómové analýzy odhalili, že rôzne mikroorganizmy, u ktorých sa nepreukázalo, že majú schopnosť EET, obsahujú aj proteíny podobné OMC, čo naznačuje, že EET prostredníctvom OMC by sa mohol v mikroorganizmoch viac zachovať, ako sa pôvodne predpokladalo [1].

Práca bola podporená grantom VEGA 1/0138/20.
[1] PIRBADIAN, S. et al. 2014. Shewanella oneidensis MR-1 nanowires are outer membrane and periplasmic extensions of the extracellular electron transport components. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. Vol. 111, pp. 12883-12888.
Zdá sa, že Váš internetový prehliadač nepodporuje prehliadanie PDF dokumentov.
Pre zobrazenie súboru je potrebné maš nainštalovaný Adobe Reader.

Diskusia

Cytochróm c a možnosť tvorby fibríl 22.05.2021 10:52
Ďakujeme za príspevok zo zaujímavej oblasti tvorby málorozpustných zlúčenín trojmocného železa, ktoré by mohli vznikať aj v dôsledku "poruchy" v elektróntransportnom reťazci mitochon...Zobraziť celý komentár
Jakub Olajoš
Pasívny
Re: Cytochróm c a možnosť tvorby fibríl 24.05.2021 12:19
Dobrý deň,
ďakujem veľmi pekne za podnet a reakciu. Naším primárnym cieľom je vytvoriť spomínané agregáty cytochrómu c in vitro, kde následne na dlhšiu vzdialenosť by sme sa pokúšali ...
Zobraziť celý komentár
Re: Re: Cytochróm c a možnosť tvorby fibríl 24.05.2021 13:02
Ďakujem za objasnenie, čiže sa to dá chápať ako model (?) určite dôležité, keďže cyt c plní (okrem prenosu e-) aj ďalšie funkcie, vrátane účasti v procese apoptózy. Želám veľa úspechov...Zobraziť celý komentár
Naši partneri
Generálny partner

Partneri
Špeciálne poďakovanie
Mediálni partneri
Inzercia zadarmo
Usporiadateľ