基于轴向配位膜蛋白的胞外电子转移活体调控及机制解析
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21277035
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0604.水污染与控制化学
- 结题年份:2016
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2016-12-31
- 项目参与者:陆琴; 杨贵芹; 袁田; 马晨; 许杰龙; 毕冉;
- 关键词:
项目摘要
Extracellular respiration is a novel microbial metabolism, which involves electron transfer to or from extracellular substrates, termed as extracellular electron transfer. Extracellular respiration shows environmental significance and potential application in bioremediation, wastewater treatment, bioenergy recovery and so on. However, the low electron transfer efficiency is one of the major limitions to the practical application. Currently, great efforts have been paid to greatly improve the extracellular electron tranfser efficiency. Membrane-bound redox proteins are the key components of the extracellular electron transfer chain. It has been found that the electron tranfer process of these redox proteins could be controlled through axial ligation. However, previous studies mainly focused on the electron tranfer control of puried proteins and less attention has been paid to the in vivo redox proteins. In this project, based on the characteristics of extracellular electron transfer, we propose to control the redox process of the living redox proteins through axial ligation. We will systemically study the electrochemical properties of living porteins in the presence of different types of axial ligants. We will also probe the effects of the axial ligation on the microbial iron reduction, microbial electrode redcution as well as catalytical oxygen reduction, and reveal the intrinsic mechanism of in vivo control of redox proteins. The results will provide new clues for understanding the extracellular electront transfer process, and may also provide technical support for realizing the practial application of extracellular respiration in environemts.
微生物胞外呼吸是近年来发现的新型能量代谢方式,其核心科学问题是胞外电子传递过程,即微生物氧化产生的电子如何穿过非导电的细胞膜/壁传递至胞外固态受体。细胞色素c(c-Cyts)是胞外电子传递链的关键组分,但对其介导电子转移的微观机制与调控手段却缺乏研究。轴向配位C-Cyts技术,为揭示和调控胞外电子传递微观过程提供了可能。但是,该方法目前仅限于纯化蛋白,活体蛋白却少受关注。本项目从c-Cyts的结构特征与配位特点入手,提出基于轴向配位的活体c-Cyts调控新方法,系统研究各类轴向配体配位c-Cyts的电化学行为,探讨其对铁还原、电极还原和氧还原催化过程的影响,综合采用生物电化学与现代光谱技术,阐明活体c-Cyts介导胞外电子转移的分子机制,设计合成高效促进电子转移的固体轴向配体,为深入理解微生物胞外电子转移途径提供理论基础,为拓展其在环境修复和生物能源利用的应用提供技术支撑。
结项摘要
本项目以活体微生物(Geobacter和Shewanella)细胞色素c(c-Cyts)为研究对象,从c-Cyts的结构特征与配位特点入手,探讨轴向配位取代对c-Cyts氧化还原能力和微生物胞外电子转移的影响,揭示轴向配位活体c-Cyts的分子机制;利用活体c-Cyts的轴向配位特性结合生物电化学和现代光谱学技术,研究胞外电子转移机制和调控技术。项目重点研究了活体膜蛋白(c-Cyts)在不同电极界面的氧化还原行为;轴向配位作用对活体膜蛋白(c-Cyts)氧化还原行为的影响;建立了基于紫外可见光/拉曼/电化学表面等离子体共振(EC-SPR-OFS)等研究配体轴向配位c-Cyts过程以及电子传递过程机制的方法;利用量子化学计算方法在理论上预测了轴向配位c-Cyts对其胞外电子过程的影响及机制;并且设计合成了基于轴向配位的N掺杂石墨烯和咪唑功能化石墨烯等胞外电子转移促进剂。通过本项目的实施,基本明确了轴向配位取代对活体细胞色素c氧化还原能力的影响,提出了基于轴向配位的活体c-Cyts调控新方法,揭示了活体c-Cyts介导的胞外电子转移微观机制,设计了合成可高效促进电子转移的固体界面(包含轴向配体),为拓展微生物胞外呼吸在环境修复和生物能源利用的实际应用提供技术支撑。实际完成SCI论文14篇,发明专利2项,联合培养硕士、博士生4名,圆满完成预期任务。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Naturally derived carbon nanofibers as sustainable electrocatalysts for microbial energy harvesting: A new application of spider silk
天然碳纳米纤维作为微生物能量收集的可持续电催化剂:蜘蛛丝的新应用
- DOI:10.1016/j.apcatb.2016.01.063
- 发表时间:2016-07-05
- 期刊:APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL
- 影响因子:22.1
- 作者:Zhou, Lihua;Fu, Peng;Yuan, Yong
- 通讯作者:Yuan, Yong
Effective control of bioelectricity generation from a microbial fuel cell by logical combinations of pH and temperature.
通过 pH 值和温度的逻辑组合有效控制微生物燃料电池的生物电产生
- DOI:10.1155/2014/186016
- 发表时间:2014
- 期刊:TheScientificWorldJournal
- 影响因子:--
- 作者:Tang J;Liu T;Yuan Y;Zhuang L
- 通讯作者:Zhuang L
Calcium-dependent electroactive biofilm structure and electricity generation in bioelectrochemical systems
生物电化学系统中钙依赖性电活性生物膜结构和发电
- DOI:10.1016/j.jpowsour.2015.06.104
- 发表时间:2015-10
- 期刊:Journal of Power Sources
- 影响因子:9.2
- 作者:Guochun Ding;Liqun Rao;Yong Yuan;Shungui Zhou
- 通讯作者:Shungui Zhou
Self-constructed carbon nanoparticles-coated porous biocarbon from plant moss as advanced oxygen reduction catalysts
来自植物苔藓的自建碳纳米颗粒涂层多孔生物碳作为先进的氧还原催化剂
- DOI:10.1016/j.apcatb.2015.08.035
- 发表时间:2016-02
- 期刊:Applied Catalysis B: Environmental
- 影响因子:--
- 作者:Peng Fu;Dehuang Wen;Yong Yuan;Shungui Zhou
- 通讯作者:Shungui Zhou
Conversion of sewage sludge into high-performance bifunctional electrode materials for microbial energy harvesting
将污水污泥转化为用于微生物能量收集的高性能双功能电极材料
- DOI:10.1039/c5ta00458f
- 发表时间:2015-01-01
- 期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
- 影响因子:11.9
- 作者:Yuan, Yong;Liu, Ting;Zhou, Shungui
- 通讯作者:Zhou, Shungui
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
水溶性有机物电子转移能力及其生态效应
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:生态学报
- 影响因子:--
- 作者:毕冉;周顺桂;袁田;庄莉;袁勇
- 通讯作者:袁勇
中庭式地铁车站地震响应振动台试验
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:中国公路学报
- 影响因子:--
- 作者:张志明;禹海涛;袁勇
- 通讯作者:袁勇
沉管隧道管节接头混凝土剪力键压剪破坏试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:工程力学
- 影响因子:--
- 作者:袁勇;禹海涛;萧文浩;徐国平;蒋至彦
- 通讯作者:蒋至彦
实时竞价广告研究述评
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:信息系统学报
- 影响因子:--
- 作者:袁勇;曾大军;李娟娟;秦蕊
- 通讯作者:秦蕊
一种高性能航空涡轮盘用铸锻合金的研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:金属学报
- 影响因子:--
- 作者:谷月峰;崔传勇;袁勇;钟志宏
- 通讯作者:钟志宏
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
袁勇的其他基金
腐殖质电子转移能力电化学表征及对有机碳厌氧矿化的促进机制
- 批准号:41101211
- 批准年份:2011
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}