The Pathway of Sulfide Oxidation to Octasulfur Globules in the Cytoplasm of Aerobic Bacteria
The Pathway of Sulfide Oxidation to Octasulfur Globules in the Cytoplasm of Aerobic Bacteria
复制标题
需氧细菌细胞质中硫化物氧化成八硫球的途径
DOI：
10.1128/aem.01941-21
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发表时间：
2021-12
影响因子：
4.4
通讯作者：
Luying Xun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tianqi Wang;Mingxue Ran;Xiaoju Li;Yequn Liu;Yufeng Xin;Honglei Liu;Huaiwei Liu;Yongzhen Xia;Luying Xun
我们的结果支持硫化氢通过硫化物氧化生成八硫硫球的过程：在细菌细胞质中的苯醌氧化还原酶(SQR)催化和自发反应。由于这一过程是地球化学循环中的一个重要事件，因此，对这一过程的深入了解有助于进一步研究，并为利用SQR异养菌将有毒的硫化氢氧化成硫球进行回收提供理论支持。摘要硫氧化细菌能氧化硫化氢(H_2S)生成硫球。尽管这一过程很常见，但其途径尚不清楚。在重组大肠埃希菌和野生型玻璃光棒杆菌DSM-20294中，硫化物：苯醌氧化还原酶(SQR)没有氧化零价硫的酶，SQR将H_2S氧化成短链无机多硫化物(H_2Snn，n ≥ 2)和有机多硫化物(RSnH，n ≥ _2)，它们相互作用形成长链GSnH(n ≥ _2)和H_2S，然后生成元素硫的主要成分辛硫磷(S8)。GSnH还与谷胱甘肽(GSH)反应生成GSnG(n ≥ 2)和H 2S；在GSH耗尽后，SQR简单地将H_2S氧化成H_2Sn，从而自发地生成S8。S8在细胞质中聚集成硫球。结果突出了硫化物氧化成细菌细胞质中S8小球的过程，并证明了利用异养细菌和SQR将有毒的H2S转化为相对良性的S8小球的潜力。重要的是，我们的结果提供了证据，证明硫化氢通过硫化物：苯醌氧化还原酶(SQR)催化和细菌细胞质中的自发反应产生八硫硫球。由于这一过程是地球化学循环中的一个重要事件，因此，对这一过程的深入了解有助于进一步研究，并为利用SQR异养菌将有毒的硫化氢氧化成硫球进行回收提供理论支持。
Our results support a process of H2S oxidation to produce octasulfur globules via sulfide:quinone oxidoreductase (SQR) catalysis and spontaneous reactions in the bacterial cytoplasm. Since the process is an important event in geochemical cycling, a better understanding facilitates further studies and provides theoretical support for using heterotrophic bacteria with SQR to oxidize toxic H2S into sulfur globules for recovery. ABSTRACT Sulfur-oxidizing bacteria can oxidize hydrogen sulfide (H2S) to produce sulfur globules. Although the process is common, the pathway is unclear. In recombinant Escherichia coli and wild-type Corynebacterium vitaeruminis DSM 20294 with sulfide:quinone oxidoreductase (SQR) but no enzymes to oxidize zero valence sulfur, SQR oxidized H2S into short-chain inorganic polysulfide (H2Sn, n ≥ 2) and organic polysulfide (RSnH, n ≥ 2), which reacted with each other to form long-chain GSnH (n ≥ 2) and H2Sn before producing octasulfur (S8), the main component of elemental sulfur. GSnH also reacted with glutathione (GSH) to form GSnG (n ≥ 2) and H2S; H2S was again oxidized by SQR. After GSH was depleted, SQR simply oxidized H2S to H2Sn, which spontaneously generated S8. S8 aggregated into sulfur globules in the cytoplasm. The results highlight the process of sulfide oxidation to S8 globules in the bacterial cytoplasm and demonstrate the potential of using heterotrophic bacteria with SQR to convert toxic H2S into relatively benign S8 globules. IMPORTANCE Our results provide evidence of H2S oxidation producing octasulfur globules via sulfide:quinone oxidoreductase (SQR) catalysis and spontaneous reactions in the bacterial cytoplasm. Since the process is an important event in geochemical cycling, a better understanding facilitates further studies and provides theoretical support for using heterotrophic bacteria with SQR to oxidize toxic H2S into sulfur globules for recovery.
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影响因子：
11.4
作者：
Kamyshny, A;Goifman, A;Lev, O
通讯作者：
Lev, O
有氧条件下异养细菌的硫化物产生和氧化
DOI：
10.1038/ismej.2017.125
发表时间：
2017-12
期刊：
The ISME journal
影响因子：
--
作者：
Xia Y;Lü C;Hou N;Xin Y;Liu J;Liu H;Xun L
通讯作者：
Xun L
影响因子：
2.6
作者：
Yingqian Ren;Haizhou Shui;C. Peng;Honglai Liu;Ying Hu
通讯作者：
Yingqian Ren;Haizhou Shui;C. Peng;Honglai Liu;Ying Hu
DOI：
--
发表时间：
2008
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
6.4
作者：
Glazyrina J;Materne EM;Dreher T;Storm D;Junne S;Adams T;Greller G;Neubauer P
通讯作者：
Neubauer P