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Extracellular polymeric substances alter cell surface properties, toxicity, and accumulation of arsenic in Synechocystis PCC6803.
Environmental Pollution ( IF 7.6 ) Pub Date : 2020-02-20 , DOI: 10.1016/j.envpol.2020.114233 Sadiq Naveed 1 , Qingnan Yu 1 , Chunhua Zhang 2 , Ying Ge 1
Environmental Pollution ( IF 7.6 ) Pub Date : 2020-02-20 , DOI: 10.1016/j.envpol.2020.114233 Sadiq Naveed 1 , Qingnan Yu 1 , Chunhua Zhang 2 , Ying Ge 1
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Arsenic (As) contamination of water poses severe threats to human health and thus requires effective remediation methods. In this study, Synechocystis PCC6803, a model cyanobacterium common in aquatic environments, was used to investigate the role of extracellular polymeric substances (EPS) in As toxicity, accumulation, and transformation processes. We monitored the growth of Synechocystis with As exposure, measured the zeta potential and binding sites on the cell surface, and analysed As accumulation and speciation in Synechocystis cells with and without EPS. After EPS removal, the binding sites and zeta potential of the cell surface decreased by 44.43% and 31.9%, respectively. The growth of Synechocystis decreased 49.4% and 43.7% with As(III) and As(V) exposure, and As accumulation in the cells decreased by 12.8-44.5% and 14-42.7%, respectively. As absorption was enhanced in cells with EPS removed. The oxidation of As(III) and reduction of As(V) were significantly greater in cells with intact EPS compared to those with EPS removed. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) showed that functional groups of EPS and Synechocystis cells, including -NH, -OH, CO, and CC, interacted with As species. Together the results of this work demonstrate that EPS have significant impacts on cell surface properties, thereby affecting As accumulation and transformation in Synechocystis PCC6803. This work provides a basis for using EPS to remedy As pollution in aquatic environments.
中文翻译：
细胞外聚合物会改变集胞藻PCC6803中的细胞表面特性，毒性和砷的积累。
水的砷（As）污染对人类健康构成严重威胁，因此需要有效的补救方法。在这项研究中，集藻囊藻PCC6803，一种在水生环境中常见的模型蓝细菌，被用来研究细胞外聚合物（EPS）在毒性，积累和转化过程中的作用。我们用砷暴露监测了集胞囊藻的生长，测量了细胞表面的ζ电位和结合位点，并分析了有和没有EPS的集胞藻细胞中砷的积累和形态。去除EPS后，细胞表面的结合位点和Zeta电位分别降低了44.43％和31.9％。暴露于As（III）和As（V）时，集胞藻的生长减少了49.4％和43.7％，并且细胞中的砷积累分别减少了12.8-44.5％和14-42.7％。由于去除了EPS的细胞吸收增加。与去除EPS的细胞相比，具有完整EPS的细胞中As（III）的氧化和As（V）的还原明显更大。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示EPS和Synochocystis细胞的功能团，包括-NH，-OH，CO和CC，与As物种相互作用。这项工作的结果共同表明，EPS对细胞表面特性有显着影响，从而影响藻蓝藻PCC6803中As的积累和转化。这项工作为使用EPS补救水环境中的As污染提供了基础。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示EPS和Synochocystis细胞的功能团，包括-NH，-OH，CO和CC，与As物种相互作用。这项工作的结果共同表明，EPS对细胞表面特性有显着影响，从而影响藻蓝藻PCC6803中As的积累和转化。这项工作为使用EPS补救水环境中的As污染提供了基础。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示EPS和Synochocystis细胞的功能团，包括-NH，-OH，CO和CC，与As物种相互作用。这项工作的结果共同表明，EPS对细胞表面特性有显着影响，从而影响藻蓝藻PCC6803中As的积累和转化。这项工作为使用EPS补救水环境中的As污染提供了基础。
更新日期：2020-02-21
中文翻译：
细胞外聚合物会改变集胞藻PCC6803中的细胞表面特性，毒性和砷的积累。
水的砷（As）污染对人类健康构成严重威胁，因此需要有效的补救方法。在这项研究中，集藻囊藻PCC6803，一种在水生环境中常见的模型蓝细菌，被用来研究细胞外聚合物（EPS）在毒性，积累和转化过程中的作用。我们用砷暴露监测了集胞囊藻的生长，测量了细胞表面的ζ电位和结合位点，并分析了有和没有EPS的集胞藻细胞中砷的积累和形态。去除EPS后，细胞表面的结合位点和Zeta电位分别降低了44.43％和31.9％。暴露于As（III）和As（V）时，集胞藻的生长减少了49.4％和43.7％，并且细胞中的砷积累分别减少了12.8-44.5％和14-42.7％。由于去除了EPS的细胞吸收增加。与去除EPS的细胞相比，具有完整EPS的细胞中As（III）的氧化和As（V）的还原明显更大。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示EPS和Synochocystis细胞的功能团，包括-NH，-OH，CO和CC，与As物种相互作用。这项工作的结果共同表明，EPS对细胞表面特性有显着影响，从而影响藻蓝藻PCC6803中As的积累和转化。这项工作为使用EPS补救水环境中的As污染提供了基础。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示EPS和Synochocystis细胞的功能团，包括-NH，-OH，CO和CC，与As物种相互作用。这项工作的结果共同表明，EPS对细胞表面特性有显着影响，从而影响藻蓝藻PCC6803中As的积累和转化。这项工作为使用EPS补救水环境中的As污染提供了基础。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示EPS和Synochocystis细胞的功能团，包括-NH，-OH，CO和CC，与As物种相互作用。这项工作的结果共同表明，EPS对细胞表面特性有显着影响，从而影响藻蓝藻PCC6803中As的积累和转化。这项工作为使用EPS补救水环境中的As污染提供了基础。
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