perfluorinated 化合物对减铁细菌的毒性及其对细胞外电子转移的抑制作用

科学领域:

• 环境微生物学 环境微生物学
• 生态毒理学 生态毒理学
• 生物地质化学生物地质化学

背景情况:

• 微生物的铁减少对于无毒的生物地球化学循环至关重要.
• 环境污染物,特别是和多甲基物质 (PFAS),威胁到微生物的功能.
• PFAS对减少铁的细菌的影响仍未得到充分研究.

研究的目的:

• 研究三种不同的PFAS对降铁细菌Shewanella oneidensis MR-1的毒理机制.
• 阐明PFAS链条的长度和结构如何影响细胞外电子转移通路.
• 评估包括混合物在内的PFAS对微生物铁减少的生态风险.

主要方法:

• 暴露Shewanella oneidensis MR-1在不同度的三种PFAS (PFAS:和多基基物质).
• 评估细菌生长,不相似的铁减少 (DIR) 效率和细胞完整性.
• 电子输送链组件的分析,通过转录基因分析的基因表达,以及PFAS混合物的协同毒性.

主要成果:

• 所有测试的PFAS都以度依赖的方式抑制了细菌生长和DIR效率.
• 暴露于PFAS破坏了细胞结构,增加了膜的透性,并导致氧化损伤.
• PFAS 损害了电子运输链组件生物合成和下调相关基因,影响了能量代谢和核糖体生物发生. PFAS混合物显示出协同作用的毒性.

结论:

• 通过破坏细胞完整性和关键代谢途径,PFAS对减少铁的细菌表现出多层次的毒性.
• PFAS显著损害了细胞外电子转移,从而影响了异型铁的减少.
• PFAS混合物的协同毒性突显出对无毒环境和元素循环的重大生态风险.