Mechanism of oxidation of inorganic sulfur compounds by thiosulfate-grown Thiobacillus thiooxidans.
In: Canadian Journal of Microbiology, Jg. 47 (2001-04-01), Heft 4, S. 348-358
academicJournal
Zugriff:
Thiobacillus thiooxidans was grown at pH 5 on thiosulfate as an energy source, and the mechanism of oxidation of inorganic sulfur compounds was studied by the effect of inhibitors, stoichiometries of oxygen consumption and sulfur, sulfite, or tetrathionate accumulation, and cytochrome reduction by substrates. Both intact cells and cell-free extracts were used in the study. The results are consistent with the pathway with sulfur and sulfite as the key intermediates. Thiosulfate was oxidized after cleavage to sulfur and sulfite as intermediates at pH 5, the optimal growth pH on thiosulfate, but after initial condensation to tetrathionate at pH 2.3 where the organism failed to grow. N-Ethylmaleimide (NEM) inhibited sulfur oxidation directly and the oxidation of thiosulfate or tetrathionate indirectly. It did not inhibit the sulfite oxidation by cells, but inhibited any reduction of cell cytochromes by sulfur, thiosulfate, tetrathionate, and sulfite. NEM probably binds sulfhydryl groups, which are possibly essential in supplying electrons to initiate sulfur oxidation. 2-Heptyl-4-hydroxy-quinoline N-oxide (HQNO) inhibited the oxidation of sulfite directly and that of sulfur, thiosulfate, and tetrathionate indirectly. Uncouplers, carbonyl cyanide-m-chlorophenylhydrazone (CCCP) and 2,4-dinitrophenol (DNP), inhibited sulfite oxidation by cells, but not the oxidation by extracts, while HQNO inhibited both. It is proposed that HQNO inhibits the oxidation of sulfite at the cytochrome b site both in cells and extracts, but uncouplers inhibit the oxidation in cells only by collapsing the energized state of cells, Δµ[sub H+] , required either for electron transfer from cytochrome c to b or for sulfite binding.Key words: Thiobacillus thiooxidans, thiosulfate, oxidation, sulfite.La bactérie Thiobacillus thiooxidans a été cultivée sous un pH de 5 sur du thiosulfate en tant que source d'énergie afin d'étudier le mécanisme d'oxydation de composés organiques sulfurés, en mettant à profit l'effet d'inhibiteurs, les stoechiométries de la consommation d'oxygène et de l'accumulation de soufre, de sulfite ou de tétrathionate, et la réduction des cytochromes par les substrats. Des cellules intactes de même que des extraits acellulaires ont été utilisés dans cette étude. Les résultats s'accordent bien à la voie métabolique ayant le soufre et le sulfite comme intermédiaires clés. Le thiosulfate a été oxydé après avoir été clivé en intermédiaires soufre et sulfite à un pH de 5, le pH optimal pour la croissance sur du thiosulfate, mais seulement après la condensation initiale en tétrathionate à un pH de 2,3, conditions dans lesquelles l'organisme n'a pu se développer. Le N-ethylmaleimide (NEM) a directement inhibé l'oxydation du soufre en thiosulfate et indirectement celle menant au tétrathionate. Il n'a pas inhibé l'oxydation du sulfite par les cellules, mais a inhibé toute réduction de cytochromes cellulaires par le soufre, le thiosulfate, le tétrathionate et le sulfite. Le NEM s'est probablement lié aux groupements sulfhydryl qui sont de toute évidence des sources d'électrons essentiels pour amorcer l'oxydation du soufre. Le HQNO (2-heptyl-4-hydroxy-quinoline N-oxyde) a directement inhibé l'oxydation du sulfite et indirectement celle du soufre, du thiosulfate et du tétrathionate. Des découpleurs, le CCCP (carbonyl cyanure-m-chlorophénylhydrazone) et le DNP (2,4-dinitrophénol) ont inhibé l'oxydation du sulfite par les cellules sans pour autant inhiber l'oxydation par les extraits, alors que le HQNO a inhibé les deux. Nous proposons que le HQNO inhiberait l'oxydation du sulfite au stade du cytochrome b à la fois dans les cellules et dans les extraits, alors que les découpleurs inhiberaient l'oxydation dans les cellules seulement en faisant chuter l'état énergétique des cellules, Δµ[sub H+] , nécessaire soit pour pour le transfert des électrons du cytochrome c à b, soit pour la liaison au sulfite.Mots cles : Thiobacillus thiooxidans, thiosulfate, oxydation, sulfite.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Titel: |
Mechanism of oxidation of inorganic sulfur compounds by thiosulfate-grown Thiobacillus thiooxidans.
|
---|---|
Autor/in / Beteiligte Person: | Masau, Rosemarie Jefferey Y ; Oh, Jae Key ; Suzuki, Isamu |
Zeitschrift: | Canadian Journal of Microbiology, Jg. 47 (2001-04-01), Heft 4, S. 348-358 |
Veröffentlichung: | 2001 |
Medientyp: | academicJournal |
ISSN: | 0008-4166 (print) |
DOI: | 10.1139/w01-015 |
Schlagwort: |
|
Sonstiges: |
|