The redox fate of hydrogen peroxide in the marine water column
The redox fate of hydrogen peroxide in the marine water column
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海水中过氧化氢的氧化还原命运
DOI：
10.1002/lno.11922
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发表时间：
2021
影响因子：
4.5
通讯作者：
Wankel, Scott D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sutherland, Kevin M.;Grabb, Kalina C.;Karolewski, Jennifer S.;Taenzer, Lina;Hansel, Colleen M.;Wankel, Scott D.
海洋微生物通过调节和非调节的生理代谢反应产生细胞外活性氧，如超氧化物和过氧化氢。ROS的产生可以是溶解氧的汇和隐蔽的再循环通量，其可以与全球氧循环中的其他关键通量相媲美;然而，ROS的低丰度和高周转率使得这个数字难以约束。确定ROS的总产量和溶解氧的净汇之间的差异的一个关键步骤在于理解海洋水柱中H2 O2的降解途径。在这项研究中，我们使用同位素标记技术来确定H2 O2的氧化还原命运在一系列的海洋环境关闭西海岸的加州。我们发现，H2 O2还原大于或等于H2 O2氧化在大多数采样深度，在一些表面和中间水深度显着的例外。在暗海中H2 O2氧化可以超过还原的观察结果表明存在氧化衰变途径，该途径不在已知的微生物介导的酶促途径中（即，过氧化氢酶和过氧化物酶），指出在中间水深的非生物和/或非酶的衰变途径。这些结果突出了自然沃茨中ROS衰变途径的复杂性和异质性，以及它们对海洋中氧水平的不受约束的调节。
Marine microbes produce extracellular reactive oxygen species (ROS) such as superoxide and hydrogen peroxide (H2O2) as a result of regulated and nonregulated physiological and metabolic reactions. ROS production can be a sink and cryptic recycling flux of dissolved oxygen that may rival other key fluxes in the global oxygen cycle; however, the low abundance and high turnover rate of ROS makes this figure difficult to constrain. One key step in determining the disparity between the gross production of ROS and the net sink of dissolved oxygen lies in understanding the degradation pathways of H2O2in the marine water column. In this study, we use isotope‐labeling techniques to determine the redox fate of H2O2in a range of marine environments off the West Coast of California. We find that H2O2reduction is greater than or equal to H2O2oxidation at most sampled depths, with notable exceptions in some surface and intermediate water depths. The observation that H2O2oxidation can exceed reduction in the dark ocean indicates the presence of an oxidizing decay pathway that is not among the known suite of microbially mediated enzymatic pathways (i.e., catalase and peroxidase), pointing to an abiotic and/or a nonenzymatic decay pathway at intermediate water depths. These results highlight the complexity and heterogeneity of ROS decay pathways in natural waters and their unconstrained regulation of oxygen levels within the ocean.
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DOI：
--
发表时间：
1990
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Kieber;N. Blough
通讯作者：
N. Blough
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影响因子：
2.2
作者：
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通讯作者：
Oshiki M
DOI：
10.1073/pnas.95.12.6578
发表时间：
1998-06-09
影响因子：
11.1
作者：
Whitman, WB;Coleman, DC;Wiebe, WJ
通讯作者：
Wiebe, WJ
DOI：
--
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
--
作者：
Jinchun Yuan;A. Shiller
通讯作者：
A. Shiller
DOI：
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发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
--
作者：
Jinchun Yuan;A. Shiller
通讯作者：
A. Shiller