微生物直接电子传递：甲烷代谢古菌研究进展

甲烷是重要的温室气体，同时也是广泛的可再生能源. 深刻认识甲烷代谢过程中的微观机理可为人类实现甲烷的减排及其作为能源的合理利用打下坚实的理论基础. 古菌介导的直接电子传递（DET）作为甲烷代谢的重要途径，已成为近年来环境微生物领域的研究热点. 本文对互营氧化产甲烷、电能无机自养产甲烷以及厌氧甲烷氧化3个过程中参与DET的微生物进行综述，并着重阐述它们各自的发生机理. DET既存在于甲烷合成代谢，又涉及厌氧甲烷氧化. 前者根据电子来源的不同，可分为微生物种间DET产甲烷和电能无机自养产甲烷两种类型. 后者则是甲烷氧化古菌将甲烷氧化产生的电子传递至胞外电子受体. 在甲烷合成代谢过程中，产甲烷古菌主要通过互营细菌外膜细胞色素蛋白、菌毛或导电性固体3种方式进行电子的直接吸收. 相反，甲烷氧化古菌可通过外膜细胞色素蛋白将电子传递至胞外固体或微生物. 今后对于古菌介导的DET研究将集中在甲烷代谢电子传递链的各个组成部分及其与细菌之间的相互作用，以便将DET机制用于实际问题的解决. （图5 表1 参93