Oxygen tolerance and detoxification mechanisms of highly enriched planktonic anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) bacteria
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Oxygen is a key regulatory factor of anaerobic ammonium oxidation (anammox). Although the inhibitory effect of oxygen is evident, a wide range of oxygen sensitivities of anammox bacteria have been reported so far, which makes it difficult to model the marine nitrogen loss and design anammox-based technologies. Here, oxygen tolerance and detoxification mechanisms of four genera of anammox bacteria; one marine species (“Ca. Scalindua sp.”) and four freshwater anammox species (“Ca. Brocadia sinica”, “Ca. Brocadia sapporoensis”, “Ca. Jettenia caeni”, and “Ca. Kuenenia stuttgartiensis”) were determined and then related to the activities of anti-oxidative enzymes. Highly enriched planktonic anammox cells were exposed to various levels of oxygen, and oxygen inhibition kinetics (50% inhibitory concentration (IC50) and upper O2 limits (DOmax) of anammox activity) were quantitatively determined. A marine anammox species, “Ca. Scalindua sp.”, exhibited much higher oxygen tolerance capability (IC50 = 18.0 µM and DOmax = 51.6 µM) than freshwater species (IC50 = 2.7–4.2 µM and DOmax = 10.9–26.6 µM). The upper DO limit of “Ca. Scalindua sp.” was much higher than the values reported so far (~20 µM). Furthermore, the oxygen inhibition was reversible even after exposed to ambient air for 12–24 h. The comparative genome analysis confirmed that all anammox species commonly possess the genes considered to function for reduction of O2, superoxide anion (O2•-), and H2O2. However, the superoxide reductase (Sor)-peroxidase dependent detoxification system alone may not be sufficient for cell survival under microaerobic conditions. Despite the fact that anaerobes normally possess no or little superoxide dismutase (Sod) or catalase (Cat), only Scalindua exhibited high Sod activity of 22.6 ± 1.9 U/mg-protein with moderate Cat activity of 1.6 ± 0.7 U/mg-protein, which was consistent with the genome sequence analysis. This Sod-Cat dependent detoxification system could be responsible for the higher O2 tolerance of Scalindua than other freshwater anammox species lacking the Sod activity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».