产电菌等细菌能将Cr(VI)通过胞外电子传递还原为低毒的Cr(III),但其详细的胞外机制尚不完全清楚。EPS包裹在细菌细胞外,是细菌与外界的直接界面。本研究发现,当去除EPS后,细菌还原Cr(VI)的速率降低了70%以上,证明EPS在Cr(VI)还原中扮演着至关重要的角色。通过提取并分离EPS的组分进行研究,揭示了EPS的多重作用:1)EPS中的蛋白质(特别是含有细胞色素c类的色氨酸和酪氨酸残基)可以直接作为电子供体,将Cr(VI)还原;2)EPS中的腐殖酸类似物具有醌基团,可作为电子穿梭体,加速电子从胞内向胞外的传递;3)EPS中的多糖和蛋白质富含羧基和巯基等配位基团,可以高效络合并固定生成的Cr(III),防止其进入细胞内产生毒性,并形成Cr(III)-EPS纳米颗粒。该研究从分子层面深化了对微生物-重金属界面相互作用的理解,也为开发基于EPS的重金属修复生物技术提供了理论依据。
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