Exiguobacteriumの無細胞抽出物を用いたAg, Au, Te含有ナノ構造体のin vitro生合成

In vitro biosynthesis of Ag, Au and Te-containing nanostructures by Exiguobacterium cell-free extracts.

• Javier Orizola
• Mirtha Ríos-Silva
• Claudia Muñoz-Villagrán
• Esteban Vargas
• Claudio Vásquez
• Felipe Arenas

抄録

背景:

エクシグオバクテリウム属細菌は、温度、塩分濃度、pHの広い範囲の環境に生息するいくつかの種を含んでいる。このため、この属の微生物は、一般的に多六分性微生物として知られています。いくつかの環境上の分離株は、バイオレメディエーション目的のためだけでなく、酵素生産のために探索され、特徴付けられている。これらの微生物による有害金属（ロイド）還元は、可溶性金属イオンを毒性の低い不溶性誘導体に変換することで汚染を除去するアプローチである。微生物が介在する金属（ロイド）還元は、しばしばナノスケール構造体-ナノ構造体（NS）-の合成につながる。このように、微生物は環境に優しい方法でNSを得ることができると考えられます。

BACKGROUND: The bacterial genus Exiguobacterium includes several species that inhabit environments with a wide range of temperature, salinity, and pH. This is why the microorganisms from this genus are known generically as polyextremophiles. Several environmental isolates have been explored and characterized for enzyme production as well as for bioremediation purposes. In this line, toxic metal(loid) reduction by these microorganisms represents an approach to decontaminate soluble metal ions via their transformation into less toxic, insoluble derivatives. Microbial-mediated metal(loid) reduction frequently results in the synthesis of nanoscale structures-nanostructures (NS) -. Thus, microorganisms could be used as an ecofriendly way to get NS.

研究成果:

我々は、Exiguobacterium acetylicum MF03、E. aurantiacum MF06、および E. profundum MF08 の銀（I）、金（III）、およびテルル（IV）化合物に対する耐性を分析した。具体的には、これらの細菌からの無細胞抽出物が、酸素の存在下でも非存在下でも、これらの毒性物質を低減し、インビトロでNSを合成する能力を調べた。その結果、嫌気性ではすべての菌株がこれらの有害物質に対して高い耐性を示した。また，酸素が存在しない場合には，pH9.0で高いテルル鉱と銀の還元活性を示したが，AuClはpH7.0で還元された。これらの結果を踏まえ、無細胞抽出物を用いて、銀,金,テルルを含むNSを合成し、その大きさ,形態及び化学組成を調べた。銀とテルルのNSは嫌気性条件下ではサイズが小さく、その形態は円形（銀のNS）、星型（テルルのNS）、または非晶質（金のNS）であった。

RESULTS: We analyzed the tolerance of Exiguobacterium acetylicum MF03, E. aurantiacum MF06, and E. profundum MF08 to Silver (I), gold (III), and tellurium (IV) compounds. Specifically, we explored the ability of cell-free extracts from these bacteria to reduce these toxicants and synthesize NS in vitro, both in the presence or absence of oxygen. All isolates exhibited higher tolerance to these toxicants in anaerobiosis. While in the absence of oxygen they showed high tellurite- and silver-reducing activity at pH 9.0, whereas AuCl which was reduced at pH 7.0 in both conditions. Given these results, cell-free extracts were used to synthesize NS containing silver, gold or tellurium, characterizing their size, morphology and chemical composition. Silver and tellurium NS exhibited smaller size under anaerobiosis and their morphology was circular (silver NS), starred (tellurium NS) or amorphous (gold NS).

結論:

このようなナノ構造体合成能を有するExiguobacteriumは、バイオ技術を駆使してNSを取得するための有望な候補株である。

CONCLUSIONS: This nanostructure-synthesizing ability makes these isolates interesting candidates to get NS with biotechnological potential.