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WS2 纳米片对 N2 固定蓝细菌的影响：ROS 过量产生、细胞膜损伤和细胞代谢重编程
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2022-07-29 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.157706 Nibin Shi 1 , Xin Yan 1 , Adeyemi S Adeleye 2 , Xuxiang Zhang 1 , Dongmei Zhou 1 , Lijuan Zhao 1
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到目前为止，二硫化钨 （WS2） 纳米材料的生态毒性尚不清楚。在这里，评估了 WS2 纳米片对 N2 固定蓝细菌 （Nostoc sphaeroides） 的毒性。具体来说，将 Nostoc 在加标不同浓度的 WS2 纳米片 （0、0.05、0.1 和 0.5 mg/L） 的培养基中培养 96 h。相对于未暴露的细胞，0.5 mg/L 的 WS2 纳米片显着降低了细胞密度、总糖和蛋白质含量分别降低了 10.9 %、0.43 % 和 6.1 %。基于气相色谱-质谱 （GC-MS） 的代谢组学显示，WS2 纳米片暴露以剂量依赖性方式改变了 Nostoc 的代谢物谱。能量代谢相关途径，包括 Calvin-Benson-Bassham （CBB） 循环和三羧酸 （TCA） 循环，均受到显著抑制。此外，WS2 纳米片暴露导致含 S 的氨基酸（胱氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸）和硫酸下调 （20-40%）。此外，当暴露于 WS2 纳米片时，Nostoc 中的脂肪酸和抗氧化相关化合物（福尔酮素、儿茶素、表没食子儿茶素、脱氢抗坏血酸和 α-生育酚）急剧减少了 4-50%，这意味着纳米材料诱导了氧化应激。活性氧 （ROS） 和丙二醛 （MDA） 的生化测定证实，WS2 纳米片触发 ROS 过量产生并诱导脂质过氧化。综上所述，WS2 暴露扰乱了 Nostoc 的碳 （C）、氮 （N） 和硫酸盐 （S） 代谢，鉴于蓝藻在这些过程中的重要作用，这可能会影响 C、N 和 S 循环。 这些结果突出了 WS2 纳米材料的应用和环境释放需要谨慎，以防止由于其潜在的生态毒性而对环境产生意外影响。
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