重金属是世界范围内最常见的污染物之一，对环境和公众健康造成严重危害。这些金属通常是通过物理化学方法从受污染的水中去除的，这种方法成本高，对低浓度污染物的效率低，而且通常不允许回收金属。利用微生物或其分离的细胞外聚合物质(EPS)(如黏液)可以克服这些限制。

图1所示。Cyanothece sp. ccy0110培养(A)，细胞用EPS特异性染料阿利新蓝(B)和分离的冻干聚合物(C)染色。

蓝藻是一种多样化和普遍存在的细菌群，其光合作用类似于藻类和植物。此外，一些菌株能够产生细胞外聚合物(EPS)，这些物质可以与细胞表面相关联或释放到环境中，在自然界中具有不同的作用，与抗紫外线，干燥等有关。产生eps的蓝藻或其分离的聚合物可用于从污染水中去除重金属，因为这些微生物易于培养，营养需求最低，并且具有快速的金属去除速率。与其他微生物产生的EPS相比，这些EPS的其他优点是它们的特殊特性:(i)由于特定基团(硫酸盐和醛酸)的存在而总体带负电荷，增加了聚合物对金属阳离子的亲和力，(ii)不同糖残基的数量(通常为6到10)增加了可能的聚合物构象的数量，以及(iii)高疏水性(撤销水分子)。然而，每种金属去除系统的特性在很大程度上取决于所使用的金属、生物体和/或EPS。这些金属去除系统可以基于细胞对金属的主动吸收和/或阳离子的被动生物吸收。有些金属对细胞寿命至关重要(如铜和铁)，而另一些则不是(如镉和铅)。然而，过量，所有的金属对细胞都是有害的，导致蓝藻细胞发展策略，以避免/尽量减少金属的毒性。在此背景下，评估了铜、铅、镉和锂等污染水体中常见重金属的存在及其浓度对小鼠细胞的影响蓝杆菌sp. ccy0110，一种单细胞和海洋蓝藻，以前被证明是一种高效的EPS生产者。本文研究了金属对细胞生长、内部超微结构和EPS产生的影响。此外，使用标记技术(iTRAQ)比较了在没有或存在不同浓度/时间的铜或镉暴露下生长的细胞的蛋白质组(细胞内的蛋白质组)。

图2所示。不同浓度铜和镉对蓝藻ccy0110生长的影响。

结果显示，每种重金属对电池的影响方式不同，其中铜的危害最大，其次是铅、镉和锂。EPS产量没有改变。所有的金属都导致细胞结构的变化，主要是在光合装置上。蛋白质组的比较可以区分与暴露时间和/或金属浓度有关的特定影响，这些影响与几个重要的代谢过程(例如光合作用、碳水化合物代谢、氮和氨基酸代谢)有关。此外，结果强烈表明，在铜的存在下_，细胞降低其代谢率，将能量投入到解毒机制的激活中，从而导致显著的恢复。相比之下，镉的毒性作用是累积的，表明非必需金属解毒机制的效率低于必需金属解毒机制。这项研究产生的知识可以有助于实现基于蓝藻EPS或其分离聚合物的重金属去除系统。

出版

重金属对蓝藻生长、胞外聚合物质(EPS)产生、超微结构和蛋白质谱的影响
Mota R, Pereira SB, Meazzini M, Fernandes R, Santos A, Evans CA, De Philippis R, Wright PC, Tamagnini P。
J .蛋白质组学。2015年4月29日

离线阅读:

相关文章:

	气候变化和……的相互作用/综合影响气候变化和污染物都是一个全球性问题，对社会、经济和环境部门构成重大威胁。气候变化的压力源是温度上升，海洋酸化(减少…
	细胞内多巴胺信号的调节阿立哌唑是一种多巴胺部分激动剂，是处方最广泛的非典型抗精神病药物之一，在儿童和青少年中使用已变得普遍。然而，由于其有利的一面……
	WRGSD:提高可靠性和效率沿海…基于网格的水质响应采样设计(WRGSD)采用优化和多因素评价方法，可以可靠地检测各种人类活动的影响。采用聚类方法对抽样设计进行了优化。
	以微藻为基础的废水处理中营养物的回收未来几十年，由于人口增长、干旱和洪水，世界可能面临饮用水和灌溉用水供应短缺的问题。
	温度对物理化学和生物…与传统结构和产品相比，多功能工程纳米材料扮演着全新的角色，这似乎是一个众所周知的消费世界的未来。这样的……
	碳青霉烯抗性肠杆菌科:对抗突变体当引起感染的细菌在暴露于正常情况下会杀死或抑制其生长的药物后存活时，就会出现抗生素耐药性。因此，这个……