中国环境科学

作者：殷云璐, 程宽, 王莹, 刘同旭, 李晓敏

单位：1. 华南师范大学地理科学学院, 广东 广州 510631;2. 广东省科学院生态环境与土壤研究所, 华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心, 广东省农业环境综合治理重点实验室, 广东 广州 510650;3. 华南师范大学环境研究院, 广东省化学品污染与环境安全重点实验室, 环境理论化学教育部重点实验室, 广东 广州 510006

关键词：酸性环境,亚铁,乙二胺四乙酸,细胞色素c,氧气

基金：中国博士后科学基金资助项目(2024M760595);广东省现代农业产业技术体系创新团队建设项目(2024CXTD17);广东省重点实验室开放基金资助项目(2023B1212060044)

细胞色素c(c-Cyts)是微生物驱动亚铁氧化的关键蛋白,然而,酸性条件下配体态亚铁与c-Cyts的反应过程及影响因素尚不明确.本文选取Fe(II)-EDTA和c-Cyts为配体态亚铁和铁氧化蛋白的模式反应物,设置厌氧/好氧、不同pH值和初始亚铁浓度等条件,运用停留光谱仪研究c-Cyts还原动力学,表征亚铁的电化学特性和物种组成.结果发现,厌氧条件下,c-Cyts还原速率随pH值升高和Fe(II)-EDTA浓度增加而提高.20μmol/LFe(II)-EDTA浓度下,pH 3.5和5.0时c-Cyts还原的表观速率常数(kapp)分别是0.841和6.802s-1.pH 5.0,Fe(II)-EDTA浓度增加至80μmol/L时,kapp增至13.028s-1.升高pH值或Fe(II)-EDTA浓度后,配体态FeEDTA2-占比增加,亚铁氧化还原峰信号增强,表明亚铁活性增强,导致c-Cyts还原速率增加.相较于厌氧条件,好氧条件下c-Cyts还原受到抑制,且氧气的抑制作用随pH值增加而减弱.pH 3.5和4.0时c-Cyts还原被完全抑制;pH 4.5时kapp由厌氧的5.402s-1降至1.658s-1;pH 5.0时, kapp仅由厌氧的6.802s-1下降至6.454s-1.这是因为在酸性条件下,pH值越低,Fe(II)-EDTA与c-Cyts的反应越慢,但其与氧气的反应却越快,不仅更有利于氧气与Fe(II)-EDTA反应,其产生的活性氧物种还能进一步加速还原态c-Cyts的重新氧化.研究阐明了配体态亚铁与c-Cyts反应的关键机制,并从分子层面加深对微生物亚铁氧化过程的理解.

来源：2026年第3期

《中国环境科学》期刊编辑部

查看中国环境科学杂志2026年第3期