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

【背景】异于同型产乙酸菌通常利用Wood-Ljungdahl途径将2分子CO_(2)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CO_(2)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CO_(2)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+CO_(2)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。