源自地衣芽孢杆菌 BLN313 的生物合成硒纳米颗粒的综合优化、基因组表征及功能评价：抗菌与抗癌潜能

《International Journal of Molecular Sciences》：Integrated Optimization, Genomic Characterization, and Functional Evaluation of Biogenic Selenium Nanoparticles from Bacillus licheniformis BLN313: Antibacterial and Anticancer Potential

　　

摘要

微生物合成硒纳米粒子（SeNPs）为化学途径提供了一种可持续的替代方案，但芽孢杆菌属中硒处理的遗传基础仍定义不清，这限制了菌种的合理选择。本文结合地衣芽孢杆菌 BLN313 的 SeNP 生产、物理化学表征和闭合基因组测序进行了研究。亚硒酸盐还原在 500 μg/mL Na₂SeO₃ 时达到峰值（转化率 88.8%；Se⁰ 为 444 ± 27 μg/mL）；在更高浓度下，转化效率和存活率出现分歧，表明耐受性和还原能力是不同的特性。纯化的 SeNPs 呈球形，为部分结晶的三方晶系 Se⁰（透射电镜 190 ± 52 nm；动态光散射 166 nm，多分散指数 0.03；Zeta 电位?20.8 mV），携带一层蛋白质冠层，经 X 射线光电子能谱、能谱分析和傅里叶变换红外光谱证实，并经液相色谱 - 质谱显示富含细胞壁衍生物代谢物。这些粒子对黄色微球菌（MIC 62.5 μg/mL）和肺炎克雷伯菌（MIC 250 μg/mL）具有杀菌作用，并降低了 MCF-7 的存活率（IC50 2.7 μg/mL），同时对 MCF-10A 细胞无害。4.11 Mb 基因组（GC 含量 46.3%；ANI 99.7%，dDDH 97.8%）编码 SulP 和 Pit 转运蛋白、多个 trxB 拷贝以及硫代谢和氧化应激基因，定义了硒摄取、还原和解毒的候选基因集。因此，BLN313 为生物医学和环境应用中的 SeNP 生产提供了一个遗传定义明确的平台。