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학술저널
저자정보
Guangcun Chen (Zhejiang University) Huirong Lin (Zhejiang University) Xincai Chen (Zhejiang University)
저널정보
한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제26권 제12호
발행연도
2016.12
수록면
2,116 - 2,126 (11page)
DOI
10.4014/jmb.1605.05075

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Bacterial biofilms are spatially structured communities that contain bacterial cells with a wide range of physiological states. The spatial distribution and speciation of copper in unsaturated Pseudomonas putida CZ1 biofilms that accumulated 147.0 mg copper per g dry weight were determined by transmission electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray analysis, and micro-X-ray fluorescence microscopy coupled with micro-X-ray absorption near edge structure (micro-XANES) analysis. It was found that copper was mainly precipitated in a 75 μm thick layer as copper phosphate in the middle of the biofilm, while there were two living cell layers in the air-biofilm and biofilm-medium interfaces, respectively, distinguished from the copper precipitation layer by two interfaces. The X-ray absorption fine structure analysis of biofilm revealed that species resembling Cu3(PO4)2 predominated in biofilm, followed by Cu-Citrate- and Cu-Glutathione-like species. Further analysis by micro-XANES revealed that 94.4% of copper were Cu3(PO4)2-like species in the layer next to the air interface, whereas the copper species of the layer next to the medium interface were composed by 75.4% Cu3(PO4)2, 10.9% Cu-Citrate-like species, and 11.2% Cu-Glutathione-like species. Thereby, it was suggested that copper was initially acquired by cells in the biofilm-air interface as a citrate complex, and then transported out and bound by out membranes of cells, released from the copper-bound membranes, and finally precipitated with phosphate in the extracellular matrix of the biofilm. These results revealed a clear spatial pattern of copper precipitation in unsaturated biofilm, which was responsible for the high copper tolerance and accumulation of the biofilm.
#Pseudomonas putida CZ1 #unsaturated biofilm #copper phosphate #spatial pattern #speciation

목차

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참고문헌 (38)

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Adaikkalam V / 2002 / Molecular characterization of an operon, cueAR, encoding a putative P1-type ATPase and a MerR-type regulatory protein involved in copper homeostasis in Pseudomonas putida / Microbiology 148:2857~2867 google schola Alvarez S / 2004 / Copper ions stimulate polyphosphate degradation and phosphate efflux in Acidithiobacillus ferrooxidans / Appl. Environ. Microbiol 70:5177~5182 google schola Atlas RM / 2005 / Handbook of Media for Environmental Microbiology / Taylor and Francis google schola Auerbach ID / 2000 / Physical morphology and surface properties of unsaturated Pseudomonas putida biofilms / J. Bacteriol 182:3809~3815 google schola Canovas D / 2003 / Heavy metal tolerance and metal homeostasis in Pseudomonas putida as revealed by complete genome analysis / Environ. Microbiol 5:1242~1256 google schola

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