Autori:
- *Jun Li*
- *Hongchen Sun*
- *Qingyi Wei*
-*Yanling Cheng*
- *Jinyue Yan*
- *Zhicheng Xu*
- *Youhe Xu*
Pubblicazione:
Comunicazioni sulla natura (2023)
Sommario:
Lo studio ha studiato i meccanismi attraverso i quali Shewanella oneidensis, un versatile batterio che riduce i metalli, raccoglie elettroni da un elettrodo e li trasferisce all’anidride carbonica, portando alla sua fissazione in preziosi composti organici. Questo processo imita la fotosintesi ed è fondamentale per lo sviluppo di tecnologie di cattura e utilizzo del carbonio.
Risultati principali:
1. Vie di trasferimento degli elettroni:
- S. oneidensis ha formato varie nanostrutture come peli e appendici conduttive per migliorare il trasferimento di elettroni dall'elettrodo.
- Gli elettroni si sono spostati attraverso i citocromi della membrana esterna (OmcE) verso le idrogenasi periplasmatiche e i sistemi di maturazione del citocromo C (Ccm) per un ulteriore trasferimento.
2. Trasferimento elettronico periplasmatico:
- Lo studio ha fornito prove evidenti del fatto che due trasportatori di membrana, PglH e CbcY, sono essenziali per fornire elettroni alle idrogenasi periplasmatiche.
- Le idrogenasi riducono i protoni per produrre idrogeno solforato, agendo come assorbitori di elettroni e garantendo un flusso continuo di elettroni dall'elettrodo.
3. Flusso elettronico citoplasmatico:
- Elettroni trasferiti al citoplasma dal sistema di maturazione del citocromo c, dove donano potere riducente a molteplici vie metaboliche.
- Questo processo determina la crescita cellulare, il metabolismo del carbonio e la produzione di vari prodotti chimici e combustibili.
4. Fissazione dell'anidride carbonica:
- La potenza riducente generata dagli elettroni derivati dagli elettrodi viene utilizzata per ridurre l'anidride carbonica attraverso enzimi che fissano la CO2.
- Ciò porta alla produzione di composti organici come acetato, piruvato e altri prodotti chimici preziosi.
Questa ricerca migliora la nostra comprensione del trasferimento diretto di elettroni in S. oneidensis e sottolinea l'importanza di vari percorsi di trasferimento di elettroni. Evidenzia la potenziale applicazione dell'elettrosintesi microbica come approccio sostenibile per la cattura e la conversione del carbonio. Un’ulteriore esplorazione di questo campo può potenzialmente rivoluzionare le nostre strategie per la produzione di energia e la protezione dell’ambiente.
