嗜热硫化氧化芽孢杆菌胞外蛋白提取及其在黄铜矿生物浸出中的动态作用研究

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Extracellular Protein Extraction and Role During Chalcopyrite Bioleaching by S. thermosulfidooxidans

　　本文系统评估振荡、加热和超声三种物理提取方法，确定1500 r/min振荡15分钟为嗜热硫化氧化芽孢杆菌胞外蛋白（EPS）最优提取方案。研究发现浸出过程中胞外蛋白含量显著增加，通过3D-EEM光谱分析和LSCM观测揭示其动态分布规律，SEM能谱证实其在矿物表面的原位吸附，关键基因whiA和secD的差异表达进一步阐明其生物学意义。本研究为优化生物浸出策略提供了重要理论依据。

　　

Highlight

通过系统比较三种物理提取方法（振荡、加热和超声），本研究确定1500转/分钟振荡15分钟是从嗜热硫化氧化芽孢杆菌（S. thermosulfidooxidans）中提取胞外蛋白的最佳条件，该方法能有效提取功能性胞外蛋白且避免细胞损伤。

Conclusions

1500转/分钟振荡15分钟被确定为从嗜热硫化氧化芽孢杆菌中提取胞外蛋白的最佳方法，且不会造成细胞损伤。在黄铜矿生物浸出过程中，胞外蛋白构成胞外聚合物（EPS）的主要组分，其含量及在矿物表面的分布随时间增加，在浸出中后期达到峰值，这与铜溶解率的提升直接相关。这些动态变化与关键基因whiA（参与细胞分裂）和secD（参与蛋白分泌）的差异表达模式一致，凸显了胞外蛋白在生物浸出过程中的核心作用。研究结果强调了优化蛋白提取方法以获取更多胞外蛋白用于后续研究的重要性。