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Weak Organic Ligands Enhance Zinc Uptake in Marine Phytoplankton

机译：弱有机配体增加海洋浮游植物对锌的吸收

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摘要

A recent study of the effect of pH on Zn and Cd bioavailability shows that binding to weak organic ligands can increase the pool of metals available to phytoplankton in the presence of strong chelating agents. We explore the underlying mechanism in laboratory experiments with the model species Emiliania huxkyi and Thalassiosira weissflogii. Additions of l- and d- isomers of cysteine (Cys) result in similar increases in Zn uptake rates in the presence of the strong chelator ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) but decrease it in the absence of EDTA, ruling out uptake by a specific Zn-Cys transporter. The effect of Cys does not result from alleviating diffusion limitation of inorganic Zn. The enhancement of Zn uptake kinetics by weak ligands is consistent with a mechanism involving formation of a transient ternary complex with uptake molecules: (1) the enhancement is most dramatic in Zn limited cells whose high affinity transporters should be most effective at extracting Zn from weak ligands; (2) the enhancement occurs with a variety of weak ligands, demonstrating that the underlying mechanism has little chemical specificity; and (3) no enhancement of uptake is seen when Zn is bound in complexes that would make formation of multiligand complexes with uptake molecules difficult. Weak complexing agents which have received heretofore little attention may play a key role in the bioavailability of metals in natural waters.
机译：pH对Zn和Cd生物利用度的影响的最新研究表明，在强螯合剂存在下，与弱有机配体的结合可以增加浮游植物可利用的金属库。我们探索与模型种Emiliania huxkyi和Thalasiosira weissflogii的实验室实验的潜在机制。在强螯合剂乙二胺四乙酸（EDTA）存在下，添加半胱氨酸（Cys）的l和d-异构体会导致类似的Zn吸收速率增加，但在没有EDTA的情况下会降低锌吸收速率，从而排除了特定Zn-半胱氨酸转运蛋白。半胱氨酸的作用不是由减轻无机锌的扩散限制引起的。弱配体增强Zn吸收动力学与形成具有吸收分子的瞬时三元复合物的机理一致：（1）Zn受限的细胞中这种增强最为明显，其高亲和力转运蛋白应最有效地从弱分子中提取Zn。配体（2）各种弱配体都发生了这种增强，表明其潜在机理几乎没有化学特异性。 （3）当Zn结合在络合物中时，没有观察到摄取的增强，这将使得难以形成具有摄取分子的多配体络合物。迄今为止很少受到关注的弱络合剂可能在天然水中金属的生物利用度中起关键作用。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2012年第10期|p.5438-5445|共8页
  • 作者

    Ludmilla Aristilde; Yan Xu; Francois M. M. Morel;

  • 作者单位

    These authors contributed equally to the work,Institute of Integrative Genomics, Carl Icahn Laboratory,Princeton University, Princeton, NJ 08540;

    Department of Geosciences, Princeton University, Princeton, New Jersey 08540, United States;

    Department of Geosciences, Princeton University, Princeton, New Jersey 08540, United States;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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  • 正文语种 eng
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