Citation: Qiu Xuan, Shi Liang. Electrical Interplay between Microorganisms and Iron-bearing Minerals[J]. Acta Chimica Sinica, ;2017, 75(6): 583-593. doi: 10.6023/A17010021 shu

Electrical Interplay between Microorganisms and Iron-bearing Minerals

Qiu Xuan ^a ,
Shi Liang ^a,b,*,,

a.
State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences, Wuhan 430074
b.
Department of Biological Sciences and Technology, School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074

Corresponding author: Shi Liang, liang.shi@cug.edu.cn
Received Date: 13 January 2017

Fund Project: the Open Fund of the State Key Laboratory of Environmental Geology and Biogeology GBL21503the National Natural Science Foundation of China 41630318the National Natural Science Foundation of China 41502317

Figures(4)

Iron-bearing minerals are widespread in soil and subsurface environment where they support microbial growth and metabolisms by serving as the terminal electron acceptors for microbial anaerobic respiration; the electron donors and energy sources for microbial autotrophic growth; the conductors for mediating electron transfer between microbial cells and the electron storage materials. Because microbial cell envelope is neither permeable to iron-bearing minerals nor electrical conductive, microorganisms have evolved capabilities to exchange electrons between the microbial cytoplasmic membrane and the minerals external to the microbial cells (i.e., microbial extracellular electron transfer). Microbial extracellular electron transfer differs fundamentally from the microbial electron transport chain for aerobic respiration. In this review, we discussed the molecular underpinnings of microbial extracellular electron transfer with iron-bearing minerals and applications of the related microorganisms in remediation of environmental contaminants, production of novel nano-materials, biomining and bioenergy production.
- extracellular electron transfer,
- microorganism,
- mineral,
- iron,
- mechanism
1. [1]
  Shi, L.; Dong, H.; Reguera, G.; Beyenal, H.; Lu, A.; Liu, J.; Yu, H. Q.; Fredrickson, J. K. Nat. Rev. Microbiol. 2016, 14, 10.
2. [2]
  Lovley, D. R.; Stolz, J. F.; Nord, G. L.; Phillips, E. J. P. Nature 1987, 330, 19. doi: 10.1038/330019a0
3. [3]
  Lovley, D. R.; Phillips, E. J. Appl. Environ. Microbiol. 1988, 54, 6.
4. [4]
  Myers, C. R.; Nealson, K. H. Science 1988, 240, 4857.
5. [5]
  Lovley, D. R.; Phillips, E. J.; Lonergan, D. J. Appl. Environ. Microbiol. 1989, 55, 3.
6. [6]
  Emerson, D.; Moyer, C. Appl. Environ. Microbiol. 1997, 63, 12.
7. [7]
  Jiao, Y.; Kappler, A.; Croal, L. R.; Newman, D. K. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 8.
8. [8]
  Shelobolina, E.; Xu, H.; Konishi, H.; Kukkadapu, R.; Wu, T.; Blothe, M.; Roden, E. Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, 16.
9. [9]
  Kato, S.; Hashimoto, K.; Watanabe, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 25.
10. [10]
  Byrne, J. M.; Klueglein, N.; Pearce, C.; Rosso, K. M.; Appel, E.; Kappler, A. Science 2015, 347, 6229.
11. [11]
  Zhao, L.; Dong, H.; Kukkadapu, R. K.; Zeng, Q.; Edelmann, R. E.; Pentrak, M.; Agrawal, A. Environ. Sci. Technol. 2015, 49, 9.
12. [12]
  Albers, S. V.; Meyer, B. H. Nat. Rev. Microbiol. 2011, 9, 6.
13. [13]
  Shi, L.; Squier, T. C.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K. Mol. Microbiol. 2007, 65, 1. doi: 10.1111/mmi.2007.65.issue-1
14. [14]
  Melton, E. D.; Swanner, E. D.; Behrens, S.; Schmidt, C.; Kappler, A. Nat. Rev. Microbiol. 2014, 12, 12.
15. [15]
  Shi, L.; Tien, M.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Rosso, K. M. In Redox Proteins in Supercomplexes and Signalosomes, Eds.:Louro, R.; Diaz-Moreno, I., 2016, CRC Press, Baca, Taton, FL USA, pp. 187~216.
16. [16]
  Liu, Y.; Wang, Z.; Liu, J.; Levar, C.; Edwards, M. J.; Babauta, J. T.; Kennedy, D. W.; Shi, Z.; Beyenal, H.; Bond, D. R.; Clarke, T. A.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Rosso, K. M.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K.; Shi, L. Environ. Microbiol. Rep. 2014, 6, 6.
17. [17]
  Bird, L. J.; Bonnefoy, V.; Newman, D. K. Trends Microbiol. 2011, 19, 7.
18. [18]
  Liu, J.; Wang, Z.; Belchik, S. M.; Edwards, M. J.; Liu, C.; Kennedy, D. W.; Merkley, E. D.; Lipton, M. S.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K.; Rosso, K. M.; Shi, L. Front. Microbiol. 2012, 3, 37.
19. [19]
  Lovley, D. R. ISME. J. 2017, 11, 2.
20. [20]
  Beliaev, A. S.; Saffarini, D. A. J. Bacteriol. 1998, 180, 23.
21. [21]
  Beliaev, A. S.; Saffarini, D. A.; McLaughlin, J. L.; Hunnicutt, D. Mol. Microbiol. 2001, 39, 3.
22. [22]
  Myers, J. M.; Myers, C. R. J. Bacteriol. 2000, 182, 1. doi: 10.1128/JB.182.1.1-8.2000
23. [23]
  Myers, C. R.; Myers, J. M. Appl. Environ. Microbiol. 2002, 68, 11. doi: 10.1128/AEM.68.1.11-19.2002
24. [24]
  Coursolle, D.; Gralnick, J. A. Mol. Microbiol. 2010, 77, 4.
25. [25]
  Sturm, G.; Richter, K.; Doetsch, A.; Heide, H.; Louro, R. O.; Gescher, J. ISME. J. 2015, 9, 8.
26. [26]
  McMillan, D. G.; Marritt, S. J.; Butt, J. N.; Jeuken, L. J. J. Biol. Chem. 2012, 287, 17.
27. [27]
  McMillan, D. G.; Marritt, S. J.; Firer-Sherwood, M. A.; Shi, L.; Richardson, D. J.; Evans, S. D.; Elliott, S. J.; Butt, J. N.; Jeuken, L. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 28.
28. [28]
  Marritt, S. J.; Lowe, T. G.; Bye, J.; McMillan, D. G.; Shi, L.; Fredrickson, J.; Zachara, J.; Richardson, D. J.; Cheesman, M. R.; Jeuken, L. J.; Butt, J. N. Biochem. J. 2012, 444, 3. doi: 10.1042/BJ20120414
29. [29]
  Marritt, S. J.; McMillan, D. G.; Shi, L.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Richardson, D. J.; Jeuken, L. J.; Butt, J. N. Biochem. Soc. Trans. 2012, 40, 6. doi: 10.1042/BST20110640
30. [30]
  Firer-Sherwood, M. A.; Bewley, K. D.; Mock, J. Y.; Elliott, S. J. Metallomics 2011, 3, 4.
31. [31]
  Alves, M. N.; Neto, S. E.; Alves, A. S.; Fonseca, B. M.; Carrelo, A.; Pacheco, I.; Paquete, C. M.; Soares, C. M.; Louro, R. O. Front. Microbiol. 2015, 6, 665.
32. [32]
  Fonseca, B. M.; Paquete, C. M.; Neto, S. E.; Pacheco, I.; Soares, C. M.; Louro, R. O. Biochem. J. 2013, 449, 1. doi: 10.1042/BJ20121098
33. [33]
  Ross, D. E.; Ruebush, S. S.; Brantley, S. L.; Hartshorne, R. S.; Clarke, T. A.; Richardson, D. J.; Tien, M. Appl. Environ. Microbiol. 2007, 73, 18.
34. [34]
  Hartshorne, R. S.; Reardon, C. L.; Ross, D.; Nuester, J.; Clarke, T. A.; Gates, A. J.; Mills, P. C.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Shi, L.; Beliaev, A. S.; Marshall, M. J.; Tien, M.; Brantley, S.; Butt, J. N.; Richardson, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 52. doi: 10.1073/pnas.0903365106
35. [35]
  White, G. F.; Shi, Z.; Shi, L.; Dohnalkova, A. C.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Clarke, T. A. Biochem. Soc. Trans. 2012, 40, 6. doi: 10.1042/BST20110640
36. [36]
  White, G. F.; Shi, Z.; Shi, L.; Wang, Z.; Dohnalkova, A. C.; Marshall, M. J.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Clarke, T. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 16.
37. [37]
  Richardson, D. J.; Butt, J. N.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Shi, L.; Edwards, M. J.; White, G.; Baiden, N.; Gates, A. J.; Marritt, S. J.; Clarke, T. A. Mol. Microbiol. 2012, 85, 2.
38. [38]
  Shi, L.; Chen, B.; Wang, Z.; Elias, D. A.; Mayer, M. U.; Gorby, Y. A.; Ni, S.; Lower, B. H.; Kennedy, D. W.; Wunschel, D. S.; Mottaz, H. M.; Marshall, M. J.; Hill, E. A.; Beliaev, A. S.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K.; Squier, T. C. J. Bacteriol. 2006, 188, 13.
39. [39]
  Shi, L.; Deng, S.; Marshall, M. J.; Wang, Z.; Kennedy, D. W.; Dohnalkova, A. C.; Mottaz, H. M.; Hill, E. A.; Gorby, Y. A.; Beliaev, A. S.; Richardson, D. J.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K. J.Bacteriol. 2008, 190, 15.
40. [40]
  Lower, B. H.; Lins, R. D.; Oestreicher, Z.; Straatsma, T. P.; Hochella, M. F., Jr.; Shi, L.; Lower, S. K. Environ.Sci. Technol. 2008, 42, 10.
41. [41]
  Lower, B. H.; Shi, L.; Yongsunthon, R.; Droubay, T. C.; McCready, D. E.; Lower, S. K. J. Bacteriol. 2007, 189, 13.
42. [42]
  Lower, B. H.; Yongsunthon, R.; Shi, L.; Wildling, L.; Gruber, H. J.; Wigginton, N. S.; Reardon, C. L.; Pinchuk, G. E.; Droubay, T. C.; Boily, J. F.; Lower, S. K. Appl. Environ.Microbiol. 2009, 75, 9.
43. [43]
  Lower, S. K.; Hochella, M. F., Jr.; Beveridge, T. J. Science 2001, 292, 5520.
44. [44]
  Xiong, Y.; Shi, L.; Chen, B.; Mayer, M. U.; Lower, B. H.; Londer, Y.; Bose, S.; Hochella, M. F.; Fredrickson, J. K.; Squier, T. C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 43.
45. [45]
  Zhang, H.; Tang, X.; Munske, G. R.; Tolic, N.; Anderson, G. A.; Bruce, J. E. Mol. Cell. Proteomic. 2009, 8, 3. doi: 10.1074/mcp.R800014-MCP200
46. [46]
  Zhang, H.; Tang, X.; Munske, G. R.; Zakharova, N.; Yang, L.; Zheng, C.; Wolff, M. A.; Tolic, N.; Anderson, G. A.; Shi, L.; Marshall, M. J.; Fredrickson, J. K.; Bruce, J. E. J. Proteome. Res. 2008, 7, 4.
47. [47]
  Meitl, L. A.; Eggleston, C. M.; Colberg, P. J. S.; Khare, N.; Reardon, C. L.; Shi, L. Geochim. Cosmochim. Acta 2009, 73, 2009.
48. [48]
  Johs, A.; Shi, L.; Droubay, T.; Ankner, J. F.; Liang, L. Biophys. J. 2010, 98, 12. doi: 10.1016/j.bpj.2009.09.044
49. [49]
  Leys, D.; Meyer, T. E.; Tsapin, A. S.; Nealson, K. H.; Cusanovich, M. A.; Van Beeumen, J. J. J. Biol. Chem. 2002, 277, 38.
50. [50]
  Leys, D.; Tsapin, A. S.; Nealson, K. H.; Meyer, T. E.; Cusanovich, M. A.; Van Beeumen, J. J. Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 12.
51. [51]
  Edwards, M. J.; Baiden, N. A.; Johs, A.; Tomanicek, S. J.; Liang, L.; Shi, L.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Gates, A. J.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Clarke, T. A. FEBS. Lett. 2014, 588, 10.
52. [52]
  Edwards, M. J.; White, G. F.; Norman, M.; Tome-Fernandez, A.; Ainsworth, E.; Shi, L.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Butler, J. E.; Richardson, D. J.; Clarke, T. A. Sci. Rep. 2015, 5.
53. [53]
  Clarke, T. A.; Edwards, M. J.; Gates, A. J.; Hall, A.; White, G. F.; Bradley, J.; Reardon, C. L.; Shi, L.; Beliaev, A. S.; Marshall, M. J.; Wang, Z.; Watmough, N. J.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Butt, J. N.; Richardson, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 23. doi: 10.1073/pnas.1014806108
54. [54]
  Edwards, M. J.; Hall, A.; Shi, L.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Clarke, T. A. Structure 2012, 20, 7.
55. [55]
  Shi, L.; Belchik, S. M.; Wang, Z.; Kennedy, D. W.; Dohnalkova, A. C.; Marshall, M. J.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K. Appl. Environ. Microbiol. 2011, 77, 15.
56. [56]
  Breuer, M.; Zarzycki, P.; Blumberger, J.; Rosso, K. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 24.
57. [57]
  Breuer, M.; Zarzycki, P.; Shi, L.; Clarke, T. A.; Edwards, M. J.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Blumberger, J.; Rosso, K. M. Biochem. Soc. Trans. 2012, 40, 6. doi: 10.1042/BST20110640
58. [58]
  Breuer, M.; Rosso, K. M.; Blumberger, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 2. doi: 10.1073/pnas.1321343111
59. [59]
  Gorby, Y. A.; Yanina, S.; McLean, J. S.; Rosso, K. M.; Moyles, D.; Dohnalkova, A.; Beveridge, T. J.; Chang, I. S.; Kim, B. H.; Kim, K. S.; Culley, D. E.; Reed, S. B.; Romine, M. F.; Saffarini, D. A.; Hill, E. A.; Shi, L.; Elias, D. A.; Kennedy, D. W.; Pinchuk, G.; Watanabe, K.; Ishii, S.; Logan, B.; Nealson, K. H.; Fredrickson, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 30.
60. [60]
  Pirbadian, S.; Barchinger, S. E.; Leung, K. M.; Byun, H. S.; Jangir, Y.; Bouhenni, R. A.; Reed, S.; Romine, M.; Saffarini, D.; Shi, L.; Gorby, Y. A.; Golbeck, J. H.; El-Naggar, M. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 35.
61. [61]
  Pirbadian, S.; El-Naggar, M. Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 40.
62. [62]
  El-Naggar, M. Y.; Gorby, Y. A.; Xia, W.; Nealson, K. H. Biophys. J. 2008, 95, 1. doi: 10.1529/biophysj.108.131789
63. [63]
  El-Naggar, M. Y.; Wanger, G.; Leung, K. M.; Yuzvinsky, T. D.; Southam, G.; Yang, J.; Lau, W. M.; Nealson, K. H.; Gorby, Y. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 42. doi: 10.1073/pnas.1000186107
64. [64]
  Marsili, E.; Baron, D. B.; Shikhare, I. D.; Coursolle, D.; Gralnick, J. A.; Bond, D. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 10. doi: 10.1073/pnas.0711284105
65. [65]
  von Canstein, H.; Ogawa, J.; Shimizu, S.; Lloyd, J. R. Appl. Environ. Microbiol. 2008, 74, 3.
66. [66]
  Coursolle, D.; Baron, D. B.; Bond, D. R.; Gralnick, J. A. J. Bacteriol. 2010, 192, 2.
67. [67]
  Kotloski, N. J.; Gralnick, J. A. MBio. 2013, 4, 1. doi: 10.3391/mbi
68. [68]
  Shi, Z.; Zachara, J.; Wang, Z.; Shi, L.; Fredrickson, J. Geochim. Cosmochim. Acta 2013, 121, 139. doi: 10.1016/j.gca.2013.05.039
69. [69]
  Shi, Z.; Zachara, J. M.; Shi, L.; Wang, Z.; Moore, D. A.; Kennedy, D. W.; Fredrickson, J. K. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 21.
70. [70]
  Okamoto, A.; Hashimoto, K.; Nealson, K. H.; Nakamura, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 19.
71. [71]
  Okamoto, A.; Kalathil, S.; Deng, X.; Hashimoto, K.; Nakamura, R.; Nealson, K. H. Sci. Rep. 2014, 4, 5628.
72. [72]
  Wang, Z.; Shi, Z.; Shi, L.; White, G. F.; Richardson, D. J.; Clarke, T. A.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M. Geochim. Cosmochim. Acta 2015, 163, 15.
73. [73]
  Jiao, Y.; Newman, D. K. J. Bacteriol. 2007, 189, 5.
74. [74]
  Fredrickson, J. K.; Romine, M. F.; Beliaev, A. S.; Auchtung, J. M.; Driscoll, M. E.; Gardner, T. S.; Nealson, K. H.; Osterman, A. L.; Pinchuk, G.; Reed, J. L.; Rodionov, D. A.; Rodrigues, J. L.; Saffarini, D. A.; Serres, M. H.; Spormann, A. M.; Zhulin, I. B.; Tiedje, J. M. Nat. Rev. Microbiol. 2008, 6, 8. doi: 10.1038/nrmicro1830
75. [75]
  Shi, L.; Rosso, K. M.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K. Biochem. Soc. Trans. 2012, 40, 6. doi: 10.1042/BST20110640
76. [76]
  Emerson, D.; Field, E. K.; Chertkov, O.; Davenport, K. W.; Goodwin, L.; Munk, C.; Nolan, M.; Woyke, T. Front. Microbiol. 2013, 4, 254.
77. [77]
  Levar, C. E.; Chan, C. H.; Mehta-Kolte, M. G.; Bond, D. R. MBio 2014, 5, 6.
78. [78]
  Zacharoff, L.; Chan, C. H.; Bond, D. R. Bioelectrochemistry 2016, 107, 7. doi: 10.1016/j.bioelechem.2015.08.003
79. [79]
  Lloyd, J. R.; Leang, C.; Hodges Myerson, A. L.; Coppi, M. V.; Cuifo, S.; Methe, B.; Sandler, S. J.; Lovley, D. R. Biochem. J. 2003, 369, 1. doi: 10.1042/bj20021469
80. [80]
  Morgado, L.; Bruix, M.; Pessanha, M.; Londer, Y. Y.; Salgueiro, C. A. Biophys. J. 2010, 99, 1. doi: 10.1016/j.bpj.2010.04.023
81. [81]
  Leang, C.; Coppi, M. V.; Lovley, D. R. J. Bacteriol. 2003, 185, 7. doi: 10.1128/JB.185.1.7-12.2003
82. [82]
  Qian, X.; Reguera, G.; Mester, T.; Lovley, D. R. FEMS Microbiol. Lett. 2007, 277, 1. doi: 10.1111/fml.2007.277.issue-1
83. [83]
  Liu, Y.; Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M.; Shi, L. Front. Microbiol. 2015, 6, 1075.
84. [84]
  Cologgi, D. L.; Lampa-Pastirk, S.; Speers, A. M.; Kelly, S. D.; Reguera, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 37. doi: 10.1073/pnas.1017414108
85. [85]
  Shi, L.; Fredrickson, J.; Zachara, J. Front. Microbiol. 2014, 5, 657.
86. [86]
  Ha, P. T.; Lindemann, S. R.; Shi, L.; Dohnalkova, A. C.; Fredrickson, J. K.; Madigan, M. T.; Beyenal, H. Nat. Commun. 2017, 8, 13924. doi: 10.1038/ncomms13924
87. [87]
  Bose, A.; Gardel, E. J.; Vidoudez, C.; Parra, E. A.; Girguis, P. R. Nat. Commun. 2014, 5, 3391.
88. [88]
  Bird, L. J.; Saraiva, I. H.; Park, S.; Calcada, E. O.; Salgueiro, C. A.; Nitschke, W.; Louro, R. O.; Newman, D. K. J. Bacteriol. 2014, 196, 4.
89. [89]
  Liu, J.; Pearce, C. I.; Liu, C.; Wang, Z.; Shi, L.; Arenholz, E.; Rosso, K. M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 24.
90. [90]
  Beckwith, C.; Edwards, M. J.; Lawes, M.; Shi, L.; Butt, J. N.; Richardson, D. J.; Clarke, T. A. Front. Microbiol. 2015, 6, 332.
91. [91]
  Ross, D. E.; Flynn, J. M.; Baron, D. B.; Gralnick, J. A.; Bond, D. R. PLoS One 2011, 6, 2.
92. [92]
  Wegener, G.; Krukenberg, V.; Riedel, D.; Tegetmeyer, H. E.; Boetius, A. Nature 2015, 526, 7574.
93. [93]
  Ilbert, M.; Bonnefoy, V. Biochim. Biophys. Acta 2013, 1827, 2.
94. [94]
  Singer, E.; Emerson, D.; Webb, E. A.; Barco, R. A.; Kuenen, J. G.; Nelson, W. C.; Chan, C. S.; Comolli, L. R.; Ferriera, S.; Johnson, J.; Heidelberg, J. F.; Edwards, K. J. PLoS One 2011, 6, 9.
95. [95]
  Wang, Z.; Leary, D. H.; Malanoski, A. P.; Li, R. W.; Hervey, W. J. t.; Eddie, B. J.; Tender, G. S.; Yanosky, S. G.; Vora, G. J.; Tender, L. M.; Lin, B.; Strycharz-Glaven, S. M. Appl. Environ. Microbiol. 2015, 81, 2. doi: 10.1128/AEM.01862-14
96. [96]
  Carlson, H. K.; Iavarone, A. T.; Gorur, A.; Yeo, B. S.; Tran, R.; Melnyk, R. A.; Mathies, R. A.; Auer, M.; Coates, J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 5. doi: 10.1073/pnas.1118531109
97. [97]
  Castelle, C.; Guiral, M.; Malarte, G.; Ledgham, F.; Leroy, G.; Brugna, M.; Giudici-Orticoni, M. T. J. Biol. Chem. 2008, 283, 38.
98. [98]
  Reguera, G.; McCarthy, K. D.; Mehta, T.; Nicoll, J. S.; Tuominen, M. T.; Lovley, D. R. Nature 2005, 435, 7045.
99. [99]
  Summers, Z. M.; Fogarty, H. E.; Leang, C.; Franks, A. E.; Malvankar, N. S.; Lovley, D. R. Science 2010, 330, 6009.
100. [100]
  Feliciano, G. T.; da Silva, A. J.; Reguera, G.; Artacho, E. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 30.
101. [101]
  Reardon, P. N.; Mueller, K. T. J. Biol. Chem. 2013, 288, 41.
102. [102]
  Malvankar, N. S.; Vargas, M.; Nevin, K.; Tremblay, P. L.; Evans-Lutterodt, K.; Nykypanchuk, D.; Martz, E.; Tuominen, M. T.; Lovley, D. R. MBio 2015, 6, 2.
103. [103]
  Vargas, M.; Malvankar, N. S.; Tremblay, P. L.; Leang, C.; Smith, J. A.; Patel, P.; Snoeyenbos-West, O.; Nevin, K. P.; Lovley, D. R. MBio 2013, 4, 2.
104. [104]
  Tan, Y.; Adhikari, R. Y.; Malvankar, N. S.; Ward, J. E.; Woodard, T. L.; Nevin, K. P.; Lovley, D. R. MBio 2017, 8, 1. doi: 10.3391/mbi
105. [105]
  Malvankar, N. S.; Vargas, M.; Nevin, K. P.; Franks, A. E.; Leang, C.; Kim, B. C.; Inoue, K.; Mester, T.; Covalla, S. F.; Johnson, J. P.; Rotello, V. M.; Tuominen, M. T.; Lovley, D. R. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 9. doi: 10.1038/nnano.2010.261
106. [106]
  Malvankar, N. S.; Yalcin, S. E.; Tuominen, M. T.; Lovley, D. R. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 12.
107. [107]
  Adhikari, R. Y.; Malvankar, N. S.; Tuominen, M. T.; Lovley, D. R. RSC. Adv. 2016, 6, 8354. doi: 10.1039/C5RA28092C
108. [108]
  Lee, K.; Cho, S.; Park, S. H.; Heeger, A. J.; Lee, C. W.; Lee, S. H. Nature 2006, 441, 7089.
109. [109]
  Heeger, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2001, 40, 14.
110. [110]
  Xiao, K.; Malvankar, N. S.; Shu, C.; Martz, E.; Lovley, D. R.; Sun, X. Sci. Rep. 2016, 6.
111. [111]
  Yan, H.; Catania, C.; Bazan, G. C. Adv. Mater. 2015, 27, 19.
112. [112]
  Feliciano, G. T.; Steidl, R. J.; Reguera, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 22217. doi: 10.1039/C5CP03432A
113. [113]
  Lampa-Pastirk, S.; Veazey, J. P.; Walsh, K. A.; Feliciano, G. T.; Steidl, R. J.; Tessmer, S. H.; Reguera, G. Sci. Rep. 2016, 6, 23517. doi: 10.1038/srep23517
114. [114]
  Bond, D. R.; Strycharz-Glaven, S. M.; Tender, L. M.; Torres, C. I. ChemSusChem 2012, 5, 6. doi: 10.1002/cssc.201100850
115. [115]
  Strycharz-Glaven, S. M.; Snider, R. M.; Guiseppi-Elite, A.; Tender, L. M. Energy. Environ. Sci. 2011, 4, 4366. doi: 10.1039/c1ee01753e
116. [116]
  Snider, R. M.; Strycharz-Glaven, S. M.; Tsoi, S. D.; Erickson, J. S.; Tender, L. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 38.
117. [117]
  Yates, M. D.; Golden, J. P.; Roy, J.; Strycharz-Glaven, S. M.; Tsoi, S.; Erickson, J. S.; El-Naggar, M. Y.; Calabrese Barton, S.; Tender, L. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 48.
118. [118]
  Steidl, R. J.; Lampa-Pastirk, S.; Reguera, G. Nat. Commun. 2016, 7, 12217. doi: 10.1038/ncomms12217
119. [119]
  Fredrickson, J. K.; Zachara, J. M. Geobiology 2008, 6, 3.
120. [120]
  Dong, H. Elements 2012, 8, 2.
121. [121]
  Dong, H.; Jaisi, D. P.; Kim, J.; Zhang, G. Am. Mineral. 2009, 94, 11.
122. [122]
  Liu, J.; Pearce, C. I.; Shi, L.; Wang, Z.; Shi, Z.; Arenholz, E.; Rosso, K. M. Geochim. Cosmochim. Acta 2016, 193, 160. doi: 10.1016/j.gca.2016.08.022
123. [123]
  Sheng, A.; Liu, F.; Shi, L.; Liu, J. Environ. Sci. Technol. 2016, 50, 20.
124. [124]
  Liu, F.; Rotaru, A. E.; Shrestha, P. M.; Malvankar, N. S.; Nevin, K. P.; Lovley, D. R. Environ. Microbiol. 2015, 17, 3.
125. [125]
  Kato, S.; Yumoto, I.; Kamagata, Y. Appl. Environ. Microbiol. 2015, 81, 1. doi: 10.1128/AEM.masthead.81-23
126. [126]
  Cruz Viggi, C.; Rossetti, S.; Fazi, S.; Paiano, P.; Majone, M.; Aulenta, F. Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 13.
127. [127]
  Anderson, R. T.; Vrionis, H. A.; Ortiz-Bernad, I.; Resch, C. T.; Long, P. E.; Dayvault, R.; Karp, K.; Marutzky, S.; Metzler, D. R.; Peacock, A.; White, D. C.; Lowe, M.; Lovley, D. R. Appl. Environ. Microbiol. 2003, 69, 10.
128. [128]
  Rawlings, D. E.; Dew, D.; du Plessis, C. Trends. Biotechnol. 2003, 21, 1. doi: 10.1016/S0167-7799(02)00010-0
129. [129]
  Rotaru, A. E.; Shrestha, P. M.; Liu, F.; Shrestha, M.; Shrestha, D.; Embree, M.; Zengler, K.; Wardman, C.; Nevin, K. P.; Lovley, D. R. Energy. Environ. Sci. 2014, 7, 408. doi: 10.1039/C3EE42189A
130. [130]
  Kato, S.; Hashimoto, K.; Watanabe, K. Environ. Microbiol. 2012, 14, 7.
131. [131]
  Watts, M. P.; Lloyd, J. R. In Microbial Metal Respiration, Eds. Gescher, J.; Kappler, A. 2013, Springer, Berling Heidelberg, pp. 161~202.
132. [132]
  Lovley, D. R.; Phillips, E. J. P.; Gorby, Y. A.; Landa, E. R. Nature 1991, 350, 413. doi: 10.1038/350413a0
133. [133]
  Lloyd, J. R.; Sole, V. A.; Van Praagh, C. V.; Lovley, D. R. Appl. Environ. Microbiol. 2000, 66, 9.
134. [134]
  Brookshaw, D. R.; Coker, V. S.; Lloyd, J. R.; Vaughan, D. J.; Pattrick, R. A. Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 19. doi: 10.1021/es405028n
135. [135]
  Cutting, R. S.; Coker, V. S.; Telling, N. D.; Kimber, R. L.; Pearce, C. I.; Ellis, B. L.; Lawson, R. S.; van der Laan, G.; Pattrick, R. A.; Vaughan, D. J.; Arenholz, E.; Lloyd, J. R. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 7. doi: 10.1021/es903552c
136. [136]
  Crean, D. E.; Coker, V. S.; van der Laan, G.; Lloyd, J. R. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 6.
137. [137]
  Lovley, D. R.; Baedecker, M. J.; Lonergan, D. J.; Cozzarelli, I. M.; Phillips, J. P.; Siegel, D. I. Nature 1989, 339, 297. doi: 10.1038/339297a0
138. [138]
  Zhang, T.; Bain, T. S.; Nevin, K. P.; Barlett, M. A.; Lovley, D. R. Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, 23.
139. [139]
  Zhang, T.; Tremblay, P. L.; Chaurasia, A. K.; Smith, J. A.; Bain, T. S.; Lovley, D. R. Appl. Environ. Microbiol. 2013, 79, 24.
140. [140]
  Zhang, T.; Tremblay, P. L.; Chaurasia, A. K.; Smith, J. A.; Bain, T. S.; Lovley, D. R. Front. Microbiol. 2014, 5, 245.
141. [141]
  Aulenta, F.; Rossetti, S.; Amalfitano, S.; Majone, M.; Tandoi, V. ChemSusChem 2013, 6, 3. doi: 10.1002/cssc.201200948
142. [142]
  Sekar, R.; DiChristina, T. J. Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 21. doi: 10.1021/es405052j
143. [143]
  Sekar, R.; Taillefert, M.; DiChristina, T. J. Appl. Environ. Microbiol. 2016, 82, 21.
144. [144]
  Byrne, J. M.; Coker, V. S.; Moise, S.; Wincott, P. L.; Vaughan, D. J.; Tuna, F.; Arenholz, E.; van der Laan, G.; Pattrick, R. A.; Lloyd, J. R.; Telling, N. D. J. R. Soc. Interface 2013, 10, 83.
145. [145]
  Tam, K.; Ho, C. T.; Lee, J. H.; Lai, M.; Chang, C. H.; Rheem, Y.; Chen, W.; Hur, H. G.; Myung, N. V. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2010, 74, 4.
146. [146]
  Lee, J. H.; Han, J.; Choi, H.; Hur, H. G. Chemosphere 2007, 68, 10. doi: 10.1016/j.chemosphere.2006.12.082
147. [147]
  Pearce, C. I.; Pattrick, R. A.; Law, N.; Charnock, J. M.; Coker, V. S.; Fellowes, J. W.; Oremland, R. S.; Lloyd, J. R. Environ. Technol. 2009, 30, 12.
148. [148]
  De Corte, S.; Hennebel, T.; De Gusseme, B.; Verstraete, W.; Boon, N. Microb. Biotechnol. 2012, 5, 1. doi: 10.1111/mbt.2012.5.issue-1
149. [149]
  De Windt, W.; Aelterman, P.; Verstraete, W. Environ. Microbiol. 2005, 7, 3.
150. [150]
  Valdes, J.; Pedroso, I.; Quatrini, R.; Dodson, R. J.; Tettelin, H.; Blake, R., 2nd; Eisen, J. A.; Holmes, D. S. BMC Genomics 2008, 9, 597.
151. [151]
  Gonzalez, R.; Gentina, J. C.; Acevedo, F. Biochem. Eng. J. 2004, 19, 1. doi: 10.1016/j.bej.2003.09.004
152. [152]
  Rotaru, A. E.; Shrestha, P. M.; Liu, F.; Markovaite, B.; Chen, S.; Nevin, K. P.; Lovley, D. R. Appl. Environ. Microbiol. 2014, 80, 15.
153. [153]
  Chen, S.; Rotaru, A. E.; Liu, F.; Philips, J.; Woodard, T. L.; Nevin, K. P.; Lovley, D. R. Bioresour. Technol. 2014, 173, 82. doi: 10.1016/j.biortech.2014.09.009
154. [154]
  Chen, S.; Rotaru, A. E.; Shrestha, P. M.; Malvankar, N. S.; Liu, F.; Fan, W.; Nevin, K. P.; Lovley, D. R. Sci. Rep. 2014, 4, 5019.
155. [155]
  Bond, D. R.; Holmes, D. E.; Tender, L. M.; Lovley, D. R. Science 2002, 295, 5554.
156. [156]
  Bond, D. R.; Lovley, D. R. Appl. Environ. Microbiol. 2003, 69, 3.
157. [157]
  Bretschger, O.; Obraztsova, A.; Sturm, C. A.; Chang, I. S.; Gorby, Y. A.; Reed, S. B.; Culley, D. E.; Reardon, C. L.; Barua, S.; Romine, M. F.; Zhou, J.; Beliaev, A. S.; Bouhenni, R.; Saffarini, D.; Mansfeld, F.; Kim, B. H.; Fredrickson, J. K.; Nealson, K. H. Appl. Environ. Microbiol. 2007, 73, 21.
158. [158]
  Tender, L. M.; Gray, S. A.; Groveman, E.; Lowy, D. A.; Kauffman, P.; Melhado, J.; Tyce, R. C.; Flynn, D.; Petrecca, R.; Dobarro, J. J. Power Sources 2008, 179, 2. doi: 10.1016/S0378-7753(08)00567-3
159. [159]
  Kim, B. H.; Chang, I. S.; Gadd, G. M. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007, 76, 3.
160. [160]
  Speers, A. M.; Reguera, G. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 14.
161. [161]
  Speers, A. M.; Young, J. M.; Reguera, G. Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 11.
162. [162]
  Rabaey, K.; Rozendal, R. A. Nat. Rev. Microbiol. 2010, 8, 10.
163. [163]
  Lovley, D. R.; Nevin, K. P. Curr. Opin. Biotechnol. 2013, 24, 3.
164. [164]
  Qian, F.; Wang, H.; Ling, Y.; Wang, G.; Thelen, M. P.; Li, Y. Nano Lett. 2014, 14, 6. doi: 10.1021/nl403419e
165. [165]
  Li, D. B.; Cheng, Y. Y.; Li, L. L.; Li, W. W.; Huang, Y. X.; Pei, D. N.; Tong, Z. H.; Mu, Y.; Yu, H. Q. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 42.
166. [166]
  Lu, A.; Li, Y.; Jin, S.; Wang, X.; Wu, X. L.; Zeng, C.; Li, Y.; Ding, H.; Hao, R.; Lv, M.; Wang, C.; Tang, Y.; Dong, H. Nat. Commun. 2012, 3, 769. doi: 10.1038/ncomms1765
1. [1]
  Huan LI , Shengyan WANG , Long Zhang , Yue CAO , Xiaohan YANG , Ziliang WANG , Wenjuan ZHU , Wenlei ZHU , Yang ZHOU . Growth mechanisms and application potentials of magic-size clusters of groups Ⅱ-Ⅵ semiconductors. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(8): 1425-1441. doi: 10.11862/CJIC.20240088
2. [2]
  Hong LI , Xiaoying DING , Cihang LIU , Jinghan ZHANG , Yanying RAO . Detection of iron and copper ions based on gold nanorod etching colorimetry. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(5): 953-962. doi: 10.11862/CJIC.20230370
3. [3]
  Yuanpei ZHANG , Jiahong WANG , Jinming HUANG , Zhi HU . Preparation of magnetic mesoporous carbon loaded nano zero-valent iron for removal of Cr(Ⅲ) organic complexes from high-salt wastewater. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(9): 1731-1742. doi: 10.11862/CJIC.20240077
4. [4]
  Yonghui ZHOU , Rujun HUANG , Dongchao YAO , Aiwei ZHANG , Yuhang SUN , Zhujun CHEN , Baisong ZHU , Youxuan ZHENG . Synthesis and photoelectric properties of fluorescence materials with electron donor-acceptor structures based on quinoxaline and pyridinopyrazine, carbazole, and diphenylamine derivatives. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(4): 701-712. doi: 10.11862/CJIC.20230373
5. [5]
  Ming ZHENG , Yixiao ZHANG , Jian YANG , Pengfei GUAN , Xiudong LI . Energy storage and photoluminescence properties of Sm³⁺-doped Ba_0.85Ca_0.15Ti_0.90Zr_0.10O₃ lead-free multifunctional ferroelectric ceramics. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(4): 686-692. doi: 10.11862/CJIC.20230388
6. [6]
  Haitang WANG , Yanni LING , Xiaqing MA , Yuxin CHEN , Rui ZHANG , Keyi WANG , Ying ZHANG , Wenmin WANG . Construction, crystal structures, and biological activities of two Ln^Ⅲ₃ complexes. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(8): 1474-1482. doi: 10.11862/CJIC.20240188
7. [7]
  Xin MA , Ya SUN , Na SUN , Qian KANG , Jiajia ZHANG , Ruitao ZHU , Xiaoli GAO . A Tb₂ complex based on polydentate Schiff base: Crystal structure, fluorescence properties, and biological activity. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(7): 1347-1356. doi: 10.11862/CJIC.20230357
8. [8]
  Jinlong YAN , Weina WU , Yuan WANG . A simple Schiff base probe for the fluorescent turn-on detection of hypochlorite and its biological imaging application. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(9): 1653-1660. doi: 10.11862/CJIC.20240154
9. [9]
  Donghui PAN , Yuping XU , Xinyu WANG , Lizhen WANG , Junjie YAN , Dongjian SHI , Min YANG , Mingqing CHEN . Preparation and in vivo tracing of ⁶⁸Ga-labeled PM_2.5 mimetic particles for positron emission tomography imaging. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2024, 40(4): 669-676. doi: 10.11862/CJIC.20230468
10. [10]
  Xinyu Yin , Haiyang Shi , Yu Wang , Xuefei Wang , Ping Wang , Huogen Yu . Spontaneously Improved Adsorption of H₂O and Its Intermediates on Electron-Deficient Mn^(3+δ)+ for Efficient Photocatalytic H₂O₂ Production. Acta Physico-Chimica Sinica, 2024, 40(10): 2312007-. doi: 10.3866/PKU.WHXB202312007

Get Citation

PDF

XML

Metrics

PDF Downloads(47)
Abstract views(4665)
HTML views(542)

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142