Acidianus manzaensis对不同晶体结构黄铜矿浸出的作用（英文）

基于同步辐射X射线衍射(SR-XRD)和硫K边X射线吸收近边结构(XANES)光谱学等技术,比较研究A. manzaensis对不同晶体结构黄铜矿(α相、β相和γ相)的浸出。通过在583、773和848K热处理原始黄铜矿,获得α相、β相和γ相黄铜矿。生物浸出的结果表明,经过10 d的生物浸出,α相、β相、γ相和原始黄铜矿浸出液中[Cu^(2+)]分别为1.27、1.86、1.43和1.13 g/L,表明β相的黄铜矿比其他类型的黄铜矿更容易被A. manzaensis浸出。SR-XRD和XANES的结果表明,这4种类型黄铜矿生物浸出的残渣主要是由黄钾铁矾和黄铜矿组成,单质硫在生物浸出的初期产生。而对于β相和γ相黄铜矿生物浸出过程而言,斑铜矿在浸出的初始阶段产生,并且在第6天转化为辉铜矿。

嗜酸热古菌Acidianus manzaensis浸出黄铜矿过程中次生矿物的形成及演变（英文）

基于同步辐射X射线衍射（SR-XRD）和硫/铁/铜K边X射线吸收近边结构（XANES）光谱学等技术,研究了嗜酸热古菌Acidianus manzaensis浸出黄铜矿过程中次级产物的形成和演变机制。浸出实验结果表明,经过10 d的生物浸出黄铜矿的浸出率为82.4%,此时黄铜矿的表面被显著腐蚀且覆盖了一层浸出产物。在生物浸出过程中,矿物表面次级产物的形成及演变有如下规律：1）第2 d和第4 d检测了少量单质硫、斑铜矿和辉铜矿;2）第6 d和10 d斑铜矿和辉铜矿消失,但是铜蓝开始产生,并且黄钾铁矾逐渐变成主要产物。这些结果表明浸出过程中首先在低电位（360～461 mV）下形成金属缺失型辉铜矿和斑铜矿,随着电位升高,在高电位（461～531 m V）下逐渐转化为了铜蓝。

极端嗜酸热古菌Acidianus manzaensis胞外硫活化蛋白质基因的筛选及鉴定

以极端嗜酸热古菌(Acidianus manzaensis)为研究对象,基于比较蛋白质组学的研究方法筛选和鉴定了13个A.manzaensis胞外与硫活化相关的蛋白质基因,并从转录水平对其进行了验证。首先通过80℃缓慢摇动水浴30 min分别对A.manzaensis在单质硫(S0)和亚铁(Fe2+)为能源底物进行生长时的胞外蛋白质进行提取,并用双向电泳(2-DE)进行分离,然后选取在S0底物下差异表达的蛋白质斑点进行串联飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF)鉴定和生物信息学分析及功能预测,最后用实时定量PCR(RT-q PCR)对筛选得到的胞外S0活化相关蛋白基因进行转录水平的验证;最终获得了13个极端嗜酸热古菌A.manzaensis胞外活化S0相关的蛋白质基因。筛选得到的蛋白质中一半以上含有较多的半胱氨酸残基(Cys),说明胞外富含巯基(-SH)的蛋白参与了S0活化;其中谷氧还蛋白(glutaredoxin)和FAD键合氧化酶均含有-CXXC-结构域,且两种蛋白质的基因表达量较高,说明含有-CXXC-结构域的蛋白质在极端嗜酸热古菌A.manzaensis活化S0的过程中起重要的作用。

Acidianus manzaensis浸出黄铁矿过程中铁L边和硫K边XANES光谱学分析（英文）

基于同步辐射技术对Acidianus manzaensis（A.manzaensis）浸出黄铁矿过程中铁L边XANES和硫K边XANES进行光谱学分析。浸出实验表明,A.manzaensis能加速黄铁矿的氧化。随着浸出时间的增加,浸出液的pH值逐渐降低;氧化还原电位值在第0-3天快速增加,然后缓慢增加。SEM结果表明,黄铁矿表面被A.manzaensis逐渐腐蚀;XRD结果表明,浸出残渣包含新组分黄钾铁矾和单质硫。铁L边XANES光谱学分析表明,黄铁矿生物氧化过程中铁形态逐渐转变为含Fe（Ⅲ）物质。硫K边XANES光谱学分析表明,在黄铁矿生物浸出过程中产生元素硫且其质量比维持在3.2%-5.9%。硫代硫酸盐在第2-4天也被检测出来,这表明黄铁矿生物浸出过程中存在硫代硫酸盐。

极端嗜酸热古菌Acidianus manzaensis膜蛋白提取方法的建立及应用

以万座嗜酸两面菌(Acidianus manzaensis)为研究对象,探索并优化其膜蛋白提取方法,以优化后的方法提取该菌分别以单质硫(S0)和亚铁(Fe2+)为能源底物进行生长时的膜蛋白质,并进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究膜蛋白在两种能源底物培养下的表达差异。首先通过80℃水浴60-70 min对A.manzaensis胞外黏附蛋白进行初步分离。其次比较了不同提取剂(Triton X-110,SDS和Triton X-114)对膜蛋白的提取效果,结果表明Triton X-114的提取效果较好,其最佳浓度为10%(w/v);比较了不同沉淀剂(三氯乙酸(TCA),丙酮,三氯乙酸/丙酮,甲醇和乙醇)对膜蛋白质沉淀的效果,结果表明TCA/丙酮的沉淀效果最不理想,会导致沉淀后低分子量蛋白发生缺失,而其他几种没有明显差别,综合比较选择较常用的丙酮作为膜蛋白提取的沉淀剂。最后基于优化后膜蛋白提取方法,分别对S0和Fe2+培养的A.manzaensis膜蛋白质进行提取及SDS-PAGE,结果发现分子量为35.6 k D和16.9 k D的蛋白只在A.manzaensis以S0生长时出现,表明这些蛋白质很可能在A.manzaensis硫氧化中发挥了重要作用;分子量为72 k D和26 k D的蛋白质在A.manzaensis以Fe2+生长时比其以S0生长时显著表达上调,表明此蛋白可能与A.manzaensis铁氧化相关。

极端嗜酸热古菌Acidianus manzaensis硫氧化模型构建

为了解极端嗜酸热古菌硫氧化代谢途径,基于Acidianus manzaensis YN-25全基因组信息,通过NCBI数据库比对初步筛选了20个可能与硫氧化相关的基因,并通过实时定量PCR(RT-qPCR)比较了所筛选基因在以单质硫(S^0)和亚铁(Fe2+)两种不同能源底物培养下的表达差异。结果表明,A.manzaensis菌中存在至少15个与硫氧化相关的基因,经过比对分析,它们包括5个编码氧化单质硫(S^0)及含硫中间产物的酶基因、4个编码末端氧化酶基因、1个编码硫酸根转运蛋白酶基因、1个编码电子传递蛋白基因,以及4个编码与硫氧化密切相关的硫还原蛋白家族(Sulfur reduction protein)的dsr E基因。基于上述实验分析结果,拟构建极端嗜酸热古菌A.manzaensis的硫氧化模型,即胞外的S^0跨膜转运进入细胞内后,经硫氧化蛋白(SOR)氧化还原生成S_2O_3^(2-),SO_3^(2-)和H_2S等含硫中间产物。接着,细胞内通过其他相关硫氧化酶的作用将这些中间产物进一步氧化,并将氧化得到的电子传递给细胞膜上的氧化型醌(Q^(2+)),使其形成还原型的醌(QH_2),QH_2最终被末端氧化酶氧化形成NADH和ATP,从而为细胞生长提供能量。

Acidianus manzaensis菌硫氧化相关膜蛋白基因的筛选及鉴定

基于比较蛋白质组学的方法,筛选和鉴定了嗜酸热古菌A.manzaensis中与硫氧化相关的膜蛋白。首先利用温度诱导Triton X-114两相分离萃取技术分别对以单质硫(S0)和亚铁(Fe2+)为能源底物生长的A.manzaensis菌的膜蛋白进行选择性分离,再用聚丙烯酰胺凝胶电泳和双向电泳对所提取的膜蛋白作进一步分析,最后利用基质辅助激光解吸附电离飞行时间串联质谱对以S0为能源底物下的差异表达膜蛋白斑点进行鉴定,并通过实时荧光定量PCR(RT-q PCR)技术进行初步验证。实验结果表明:A.manzaensis菌在2种不同能源底物下生长时所提取的膜蛋白存在明显的差异,并发现8个与S0氧化相关的膜蛋白,其中,一个未知功能的膜蛋白富含巯基(—SH)及—CXXC—功能域,该膜蛋白可能通过巯基对S0进行键和并生成Pr—SSnH(n≥2)化合物,以协助S0跨膜转运;实验还筛选得到了硫醌氧化还原酶、电子传递蛋白、转录激活蛋白和与细胞生长相关的蛋白,这些膜蛋白在嗜热古菌A.manzaensis氧化S0的过程中起重要作用。

连四硫酸盐存在下利用嗜酸热古菌Acidianus copahuensis提高锌回收率（英文）

通过吸附和生物浸出实验考察利用嗜酸热古菌Acidianus copahuensis从Hualian矿中回收锌。经过在连四硫酸盐表面预处理的菌种具有比经其他能量供给剂预处理的菌种更强的矿物吸附能力,且此吸附能力可由所产生的体外聚合物调节。当加入连四硫酸盐时,用A.copahuensis生物浸取Hualian矿中的锌,其浸出率达100%。同时添加酵母和连四硫酸盐不仅能保持较高的锌浸出率,而且能加快浸出速率。添加连四硫酸盐后,培养基中锌的溶解动力学受化学反应控制;而在未添加连四硫酸盐培养基中,锌的溶解动力学受经过黄钾铁矾反应层的扩散控制。