Resiliency of Stable Isotope Fractionation (δ(13)C and δ(37)Cl) of Trichloroethene to Bacterial Growth Physiology and Expression of Key Enzymes.
Resiliency of Stable Isotope Fractionation (δ(13)C and δ(37)Cl) of Trichloroethene to Bacterial Growth Physiology and Expression of Key Enzymes.
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三氯乙烯稳定同位素分馏（δ(13)C 和 δ(37)Cl）对细菌生长生理学和关键酶表达的弹性
DOI：
10.1021/acs.est.5b02918
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发表时间：
2015
影响因子：
11.4
通讯作者：
S. B. Haderlein
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Buchner;S. Behrens;C. Laskov;S. B. Haderlein
使用特定化合物同位素分析对原位（生物）降解进行定量需要已知且恒定的同位素富集因子（ε）。由于报道的氯代乙烯微生物脱卤的同位素富集因子差异很大，我们研究了代谢适应TCE呼吸对同位素分馏（δ 13 C和δ 37 Cl）的潜在影响，使用一种模式生物（Desulfitobacterium CanniesneY 51），它只有一个还原性脱卤酶（PceA）。细胞在TCE上首次生长时呈指数生长，直至109 cells/mL。在指数生长过程中，在TCE存在下，PceA酶的细胞标准化量稳定增加（每个细胞高达21 pceA转录本），但在替代底物存在下则不增加（每个细胞<1 pceA转录本）。最初转移或在TCE上传代培养的培养物显示出非常相似的同位素分馏，碳（ε碳：−8.6‰ ± 0.3‰或−8.8‰ ± 0.2‰）和氯（ε氯：−2.7‰ ± 0.3‰）在不同的实验条件下几乎没有变化（0.7‰）。因此，TCE同位素分馏D。Y51既不受生长期、PceA转录或翻译的影响，也不受每个细胞的PceA含量的影响，这表明运输限制不影响同位素分馏。因此，以前报道的其他有机卤化物呼吸细菌的可变ε值可能归因于其多种还原性脱卤酶的不同表达水平。
Quantification of in situ (bio)degradation using compound-specific isotope analysis requires a known and constant isotope enrichment factor (ε). Because reported isotope enrichment factors for microbial dehalogenation of chlorinated ethenes vary considerably we studied the potential effects of metabolic adaptation to TCE respiration on isotope fractionation (δ13C and δ37Cl) using a model organism (Desulfitobacterium hafniesneY51), which only has one reductive dehalogenase (PceA). Cells grown on TCE for the first time showed exponential growth until 109cells/mL. During exponential growth, the cell-normalized amount of PceA enzyme increased steadily in the presence of TCE (up to 21pceAtranscripts per cell) but not with alternative substrates (<1pceAtranscript per cell). Cultures initially transferred or subcultivated on TCE showed very similar isotope fractionation, both for carbon (εcarbon: −8.6‰ ± 0.3‰ or −8.8‰ ± 0.2‰) and chlorine (εchlorine: −2.7‰ ± 0.3‰) with little variation (0.7‰) for the different experimental conditions. Thus, TCE isotope fractionation byD. hafniensestrain Y51 was affected by neither growth phase,pceAtranscription, or translation, nor by PceA content per cell, suggesting that transport limitations did not affect isotope fractionation. Previously reported variable ε values for other organohalide-respiring bacteria might thus be attributed to different expression levels of their multiple reductive dehalogenases.
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