nmt作为生命科学底层核心技术,是建立活体创新科研平台的*技术。2005年~2020年,nmt已扎根中国15年。2020年,中国nmt销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场。
基本信息
主题:cu抑制细菌降解增塑剂的离子稳态机制
期刊:ecotoxicology and environmental safety
影响因子:4.872
研究使用平台:nmt环境毒理创新科研平台
标题:physiological responses of arthrobacter sp. jq-1 cell interfacesto co-existed di-(2-ethylhexyl) phthalate (dehp) and copper
作者:东北农业大学张颖
检测离子/分子指标
k+ 、ca2+
检测样品
节杆菌jq-1细胞
中文摘要(谷歌机翻)
节杆菌jq-1可以在3天内*降解500 mg / l的dehp。cu2+的抑菌浓度(mics)可能达到1.56mm,但是5.0mg/l cu2+明显抑制了dehp降解和细菌生长。因此,jq-1暴露于dehp-铜环境下,以基于细胞多个界面(细胞表面,膜和细胞内特性)的生理反应来验证毒性机理。结果表明,500mg/l的dehp和5.0mg/l的cu2+组合可显着降低细胞表面疏水性(csh)和ζ电势的值,这表明dehp的生物利用度降低。细胞表面的变化主要是由于cu2+和某些官能团(ch2,ch3,芳环和酰胺)之间的相互作用。穿过质膜的质子动力(pmf)减弱可能会*量的形成和利用,这不利于细胞损伤的修复过程。本研究*将非损伤微测技术(nmt)应用于dehp和重金属离子的联合毒性研究。dehp-铜增强了穿过质膜的k+流出和ca2+的流入,从而干扰了离子钾和钙离子的稳态,并可能诱导细胞凋亡并进一步抑制dehp降解。细胞内酯酶活性的下降表明代谢能力明显受到抑制。这项研究增强了我们对响应污染物的细胞不同界面过程的理解。
离子/分子流实验处理方法
(1)500 mg/l glucose
(2)500 mg/l glucose+5.0 mg/l cu2+
(3)500 mg/l dehp
(4)500 mg/l dehp+5.0 mg/l cu2+
处理3天
离子/分子流实验结果
图a和图b给出了不同处理下的实时k+和ca2+流速,其中正值表示外排,负值表示内流。条形图中还显示了不同系统中k+和ca2+流速的平均值(图c和d)。在dehp+cu2+处理中,jq-1的k+外排量高于其他组,即dehp和cu2+的组合显着抑制了k+的内流速率。相比之下,当jq-1暴露于dehp-铜时,ca2+的内流量增加,而无铜存在的处理则明显促进了ca2+的内流量。
其他实验结果
cu2+、ni2+、co2+和zn2+在1.56mm时对菌株jq-1的生长有抑制作用。
当jq-1菌株以葡萄糖为碳源时,铜的加入减缓了细菌的生长速度,降低了od600的大值。当dehp作为碳源时,前12h添加铜可以提高细菌的生长速度,但会迅速进入下降期。
在葡萄糖培养条件下,jq-1菌株的扫描电镜图像呈现出单细胞表面起皱,边缘清晰,形状规则的状态。当培养基中含有葡萄糖和cu2+时,细菌的形态没有明显变化,但细胞表面附着了大量絮状沉积颗粒。当细菌在dehp中培养时,单个细菌的表面纹理减少,边缘变得不规则和光滑。当dehp和cu+共同培养时,细胞变得粗糙和不规则。一些细胞的结构甚至消失,产生碎片。
cu2+可能通过与jq-1细胞表面官能团的相互作用影响dehp的吸附过程。
在葡萄糖中,细胞酯酶活性,高于单一dehp污染。在两种碳源处理中,cu2+污染物的存在降低了细胞酯酶活性。dehp和cu2+的组合对酯酶活性的抑制作用。
结论
节杆菌jq-1的性能优于其他已报道的菌株,无论是酸性土壤还是碱性土壤,jq-1都是一种出色的种质资源,可用于对高浓度dehp污染的土壤进行生物修复。此外,jq-1对高浓度重金属表现出很高的耐受性。但是,dehp和铜的综合毒性远大于它们各自的毒性。两种污染物的结合对几乎所有测试的界面特征都有明显的不利影响。本研究强调了有机污染物和重金属的联合毒性,在可持续发展过程中起到了警示作用。
离子流实验使用的测试液
1.0mm nacl,1.0mm kcl,0.1mm cacl2,0.1mm hepes,1.0mm glucose,ph 7.0