Page 31 - MaSzeSz hírcsatorna 2020/3.

SZAKMAI - TUDOMÁNYOS ROVAT

több ATP-t képes előállítani egységnyi szerves a szilárd elektronakceptorhoz és átadni elekt-
szubsztrátból. Ez a nagymértékű metabolikus ronjaikat, sőt, akár exoelektrogénbiofilm is kiala-
előny lehetőséget ad a szubsztrátokhatéko- kulhat, melynek minden egyes tagja közvetlenül
nyabb hasznosítására és a gyorsabb szaporo- kapcsolódik nanopílussal a felülethez.
dásra, nem véletlen tehát, hogy olyan elterjedt
az élővilágban. Ha azonban nem áll rendelke-
zésre oxigén, vagy egyéb konvencionális ter-
minális elektronakceptor (pl. nitrát vagy szulfát),
akkor a kemotrófmikrobákidővel vagy elpusztul-
nak, vagy kénytelenek fermentatív anyagcserét
folytatni. Ez alól kivételt képez a kemoheterot-
rófok egy speciális csoportja, az úgynevezett
exoelektrogének.

Az exoelektrogének, avagy elektrokémiailag
aktív baktériumok képesek oldott terminális
elektronakceptor hiányában a koenzimek re-
generálásából származó elektronokat egy szi- 3. A MIKROBIÁLIS ÜZEMANYAGCELLÁK
lárd elektronakceptor felületére transzportálni,
és így anaerob körülmények között is oxidatív A mikrobiális üzemanyagcellák olyan speciális
anyagcserét folytatni, ami nagy előnnyel jár. bioreaktorok, melyekben az exoelektrogén mik-
3+
A természetben leggyakrabban Fe és Mn 3+/4+ roorganizmusok a szerves anyagok oxidációjá-
oxid szemcsék felületére történik ez az extracel- ból nyert elektronokat a vezető anód felületére
luláris elektrontranszport, melynek több módja adják le, így a biodegradációból közvetlenül
is ismeretes. Egyes baktériumok képesek olyan elektromos energia nyerhető. Az alapkutatás-
kémiai mediátormolekulák szintézisére és kivá- ban elterjedten alkalmazott H-típusú MFC (2.
lasztására, amik több redoxállapottal rendelkez- ábra) szerkezetileg két térre osztható. Egyrészt
nek, így a fém-oxid szemcsék és a sejtek között a szigorúan anaerob anódtérre, ahol a szer-
ingázva szállítani tudják az elektronokat. Ilyen ves szénforrást tartalmazó tápoldatba merül
molekula például aPseudomonasaeruginosa ál- az anód, melynek felületén az exoelektrogé-
tal termelt piocianin is(Voggu et al. 2006). Más nekbiofilmet képeznek és az oxidatív anyag-
baktériumok esetén, például a Geobacter és cseréjükből származó elektronokat a felületre
Shewanella nemzetségbe tartozó fajoknál elekt- transzportálják konduktív nanopílusaik segít-
romos vezetőként funkcionáló nanopílusok ki- ségével. Az anódról egy külső áramkörön ke-
alakulását figyelték meg(Reguera et al. 2005). resztül jutnak el az elektronok a katódra, mely
Ezeknek a konduktív bakteriális függelékeknek az intenzíven levegőztetett, szénforrást nem tar-
(1. ábra) a segítségével képesek kapcsolódni talmazó katódoldatba merül. Tehát a második

31