淡水硅藻 *Fragilaria saxoplanctonica* 的 Nu 类谷胱甘肽 S-转移酶 (GST)：表征及其对污染物诱导氧化应激的转录响应

《Molecular & Cellular Toxicology》：Nu class glutathione S-transferase (GST) from the freshwater diatom Fragilaria saxoplanctonica: characterization and transcriptional responses to pollutant-induced oxidative stress

　　

摘要

背景

硅藻是水生生态系统中重要的初级生产者，持续受到破坏细胞氧化还原稳态的污染物影响。谷胱甘肽 S-转移酶（GSTs）参与谷胱甘肽依赖性解毒和氧化还原调节；然而，关于硅藻中 GSTs 类别特异性特征和污染物响应表达模式的信息仍然有限。

目的

我们从淡水硅藻 Fragilaria saxoplanctonica 中鉴定出一种新的 Nu 类 GST，命名为 FsGSTNu，并检测了其在六种金属（NaAsO₂, CdSO₄, K₂Cr₂O₇, CuSO₄, NiSO₄ 和 ZnSO₄）和三种农药（阿特拉津、毒死蜱和 S-甲草胺）暴露下的转录响应。

结果

FsGSTNu 的开放阅读框（ORF）为 885 bp，编码 295 个氨基酸，基因组编码区无内含子。预测该蛋白定位于细胞质，并包含与谷胱甘肽（GSH）结合和底物相互作用相关的保守结构特征。系统发育分析显示 FsGSTNu 聚类于 Nu 类 GST 进化枝内，与其他 GST 类别明显分开。FsGSTNu 基因表达根据暴露时间被特定的金属和农药差异性诱导。特别是，响应于 ZnSO₄、NaAsO₂、NiSO₄、毒死蜱和 S-甲草胺暴露，FsGSTNu 显著上调。在 NiSO₄、CdSO₄ 和 S-甲草胺处理中，叶绿素自发荧光（CAF）降低，而除了 CdSO₄ 处理外，活性氧（ROS）产生均增加。

结论

这些结果表明 FsGSTNu 可能参与 F. saxoplanctonica 对诱导氧化应激的特定污染物的响应。此外，该基因可作为评估淡水生态系统中特定金属和农药污染的分子毒性的潜在生物标志物。