嗜热链球菌 Streptomyces nigra

来源：Biosynthesis, characterization and biological potential of microbe-mediated silver nanoparticles using thermophilic actinomycetes, Streptomyces nigra（Biochemical and Biophysical Research Communication）| 编译：DNA Lab Space | 原文许可：elsevier-subscription

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导读

本研究利用从烧焦秸秆环境中分离的嗜热放线菌——黑链霉菌（Streptomyces nigra，GenBank登录号：PP565016）的无细胞提取物合成银纳米颗粒（AgNPs）。该菌株可在80°C下生长，其无细胞提取物能将银离子还原为球形、结晶态的纳米颗粒，粒径介于28.5至98.9 nm之间。所合成的AgNPs展现出广谱抗菌、抗氧化、抗糖尿病、抗炎及抗前列腺癌等多种生物活性，提示该嗜热放线菌是一种有前景的多功能AgNPs微生物合成来源。

研究背景

纳米技术已成为现代科学中最活跃的领域之一，主要研究纳米尺度材料所展现的独特物理、化学和生物学行为。植物、真菌、细菌和藻类等多种生物系统均可用于纳米颗粒的生物合成。金、银、铜、锌和铁等金属因具有良好的生物学特性而被用于纳米颗粒合成。多项研究强调银纳米颗粒具有更强、更广的活性，因而在生物传感、药物递送、基因递送、纳米器件制造和人工植入物等领域找到应用。

放线菌是一类丝状、革兰氏阳性、高GC含量的细菌，以产生多种抗生素（红霉素、庆大霉素、利福霉素和链霉素）、酶类（蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶）及其他生物活性化合物（Abyssomicin、Mechercharmycin和Benzanthraaquinone）而著称。来自Nocardiopsis dassonvillei、Streptomyces enissocaesilis、Glutamicibacter nicotianae和Leucobacter aridicollis、Streptomyces albus、Micromonospora maris和Arthrobacter crystallopoietes、Streptomyces diastaticus、Streptomyces rochei、Microbacterium testaceum、Microbacterium trichothecenolyticum及Streptomyces rochei的细胞质和胞外组分均已被用于银纳米颗粒的合成。本研究首次探索了从烧焦秸秆环境分离的嗜热S. nigra在AgNPs生物合成中的应用。

研究方法

2.1 银纳米颗粒（AgNPs）的生物合成

该微生物经Sanger测序进行16S rRNA基因序列分析，鉴定为Streptomyces nigra。基因序列已提交至NCBI GenBank数据库，获得登录号PP565016。从烧焦秸秆中分离的嗜热S. nigra孢子可在80°C下生长，将其接种于淀粉酪蛋白肉汤（SCB）中，培养15天。随后将培养物以10,000 rpm离心10分钟。使用无细胞培养上清液合成AgNPs。简言之，将1 mM硝酸银（50 mL）与50 mL培养上清液混合。以蒸馏水中的1 mM AgNO3和无AgNO3的细胞无提取物作为对照。样品和对照在恒温摇床中于37°C、150 rpm条件下孵育48小时。颜色从绿色变为深棕色表明银离子被还原。生物合成的AgNPs以1,000 rpm离心10分钟，沉淀先用乙醇洗涤，再用蒸馏水洗涤。沉淀风干后用于进一步研究。

【数据】菌株：Streptomyces nigra（GenBank：PP565016）；培养基：淀粉酪蛋白肉汤（SCB）；培养时间：15天；AgNO3浓度：1 mM；AgNO3体积：50 mL；上清液体积：50 mL；孵育温度：37°C；转速：150 rpm；孵育时间：48 h；离心条件：10,000 rpm，10 min（培养物）；1,000 rpm，10 min（AgNPs）

2.2 表征

使用紫外-可见光谱仪（JASCO，日本）确认AgNPs的形成。使用Bruker傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）在500至4000 cm⁻¹范围内鉴定样品中的官能团。使用XRD测定AgNPs的尺寸和结晶性质。使用SEM和EDAX研究AgNPs的形貌及其中存在的定性和定量元素。将AgNPs的XRD图谱与粉末衍射标准联合委员会（JCPDS）提供的标准卡片进行比较。使用Scherrer方程D = K·λ / β·Cos θ确定微晶尺寸，其中λ为X射线波长，β为半高全宽，Cos θ为观测峰角度，D为AgNPs的结晶度，K为Scherrer常数（0.94）。使用Malvern Zetasizer（Malvern Instruments，英国）测定生物合成AgNPs的Zeta电位。

【数据】FTIR扫描范围：500–4000 cm⁻¹；Scherrer常数：K = 0.94；XRD 2θ范围：20°–80°（结果部分）

2.3 AgNPs的生物医学应用

#### 2.3.1 抗菌活性

采用琼脂孔扩散法评估对大肠杆菌（Escherichia coli）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）、奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes）的抗菌潜力。将对数期（1.5 × 10⁻⁸ CFU/mL）细菌悬液100 μL涂布于Mueller-Hinton琼脂平板上。将不同浓度的AgNPs（25、50、75和100 μg/mL）加入孔中。去离子水作为阴性对照，链霉素（25 μg/mL）作为阳性对照。在37°C孵育16–18小时后，记录抑菌圈直径。

【数据】菌液浓度：1.5 × 10⁻⁸ CFU/mL；菌液体积：100 μL；AgNPs浓度：25、50、75、100 μg/mL；阳性对照：链霉素25 μg/mL；孵育温度：37°C；孵育时间：16–18 h

#### 2.3.1.1 最低抑菌浓度

还通过最低抑菌浓度（MIC）肉汤稀释法评估抗菌活性。在Mueller-Hinton肉汤中制备1.5 × 10⁸ CFU/mL（0.5麦氏标准）的细菌悬液，分别接种AgNPs，浓度分别为31.25、62.5、125、250和500 μg/mL。试管在37°C孵育24小时，之后通过测量600 nm处的光密度评估细菌生长。MIC定义为完全抑制可见浑浊的最低AgNPs浓度，表明细菌生长被完全抑制。链霉素（25 μg/mL）用作阳性对照，未接种的Mueller-Hinton肉汤用作阴性对照。

【数据】菌液浓度：1.5 × 10⁸ CFU/mL（0.5麦氏标准）；AgNPs浓度：31.25、62.5、125、250、500 μg/mL；孵育温度：37°C；孵育时间：24 h；检测波长：600 nm；阳性对照：链霉素25 μg/mL

#### 2.3.2 抗糖尿病活性

##### 2.3.2.1 α-淀粉酶抑制试验

在该试验中，将500 μL不同浓度（6.25、12.5、25、50和100 μg/mL）的AgNPs与500 μL含0.5 mg/mL α-淀粉酶溶液的溶液混合。混合物在25°C孵育10分钟以促进酶相互作用。孵育后，向每管加入500 μL 1%淀粉溶液，再孵育10分钟。加入1 mL 3,5-二硝基水杨酸（DNS）试剂终止反应。冷却后加入5 mL蒸馏水稀释混合物。使用分光光度计在540 nm处测量吸光度。阿卡波糖用作标准品。计算α-淀粉酶活性的抑制百分比以确定AgNPs的抗糖尿病潜力。

抑制活性（%）=（（对照吸光度 − 样品吸光度）/ 对照吸光度）× 100

【数据】AgNPs浓度：6.25、12.5、25、50、100 μg/mL；AgNPs体积：500 μL；α-淀粉酶浓度：0.5 mg/mL；α-淀粉酶体积：500 μL；孵育温度：25°C；孵育时间：10 min + 10 min；淀粉浓度：1%；淀粉体积：500 μL；DNS体积：1 mL；蒸馏水体积：5 mL；检测波长：540 nm；标准品：阿卡波糖

#### 2.3.3 抗炎活性

##### 2.3.3.1 蛋白质变性试验

采用蛋白质变性试验检测AgNPs的抗炎活性。将3.8 mL磷酸盐缓冲盐水（PBS）与0.2 mL 1%牛血清白蛋白（BSA）及1 mL不同浓度（6.25、12.5、25、50和100 μg/mL）的AgNPs溶液混合。在37°C孵育15分钟后，将试管转移至70°C水浴中5分钟。冷却后，在660 nm处测量吸光度。乙酰水杨酸用作标准品。维持不含AgNPs的对照。使用以下公式计算蛋白质变性的抑制百分比。

抑制活性（%）=（（对照吸光度 − 样品吸光度）/ 对照吸光度）× 100

【数据】PBS体积：3.8 mL；BSA浓度：1%；BSA体积：0.2 mL；AgNPs浓度：6.25、12.5、25、50、100 μg/mL；AgNPs体积：1 mL；孵育温度：37°C；孵育时间：15 min；水浴温度：70°C；水浴时间：5 min；检测波长：660 nm；标准品：乙酰水杨酸

#### 2.3.4 抗氧化活性

##### 2.3.4.1 DPPH自由基清除试验

在该试验中，将1 mL 0.1 mM DPPH（2,2-二苯基-1-苦基肼）溶于甲醇中制备。然后加入1 mL不同浓度（6.25、12.5、25、50和100 μg/mL）的AgNPs。样品在室温下避光孵育30分钟。槲皮素用作标准品，维持不含AgNPs的对照。孵育后使用紫外-可见分光光度计在517 nm处测量吸光度。使用以下公式计算自由基清除的抑制百分比。

自由基清除（%）=（（对照吸光度 − 样品吸光度）/ 对照吸光度）× 100

【数据】DPPH浓度：0.1 mM；DPPH体积：1 mL；溶剂：甲醇；AgNPs浓度：6.25、12.5、25、50、100 μg/mL；AgNPs体积：1 mL；孵育时间：30 min；孵育条件：室温避光；检测波长：517 nm；标准品：槲皮素

##### 2.3.4.2 ABTS自由基清除试验

通过ABTS（2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)）试验检测AgNPs的自由基中和能力。将7 mM ABTS和2.4 mM过硫酸钾混合，在室温避光条件下孵育12–16小时以产生ABTS自由基。随后，将1 mL该预形成的ABTS⁺混合物与1 mL不同浓度（6.25至100 μg/mL）的AgNPs混合。混合物在室温下静置7分钟。抗坏血酸用作标准品。维持不含AgNPs的对照。在734 nm处测量吸光度并计算ABTS自由基的抑制百分比。

自由基清除（%）=（（对照吸光度 − 样品吸光度）/ 对照吸光度）× 100

【数据】ABTS浓度：7 mM；过硫酸钾浓度：2.4 mM；孵育时间：12–16 h；孵育条件：室温避光；ABTS⁺体积：1 mL；AgNPs浓度：6.25–100 μg/mL；AgNPs体积：1 mL；静置时间：7 min；检测波长：734 nm；标准品：抗坏血酸

##### 2.3.4.3 铁还原抗氧化能力（FRAP）试验

通过FRAP试验评估AgNPs将Fe³⁺离子转化为Fe²⁺离子的能力。将30 μL不同浓度（6.25、12.5、25、50和100 μg/mL）的AgNPs与70 μL蒸馏水和900 μL FRAP试剂一起加入，混合物在室温避光条件下孵育30分钟。Fe³⁺-TPTZ（铁-三吡啶三嗪）复合物转化为亚铁（Fe²⁺-TPTZ）复合物。孵育后，在593 nm处测量吸光度。没食子酸用作标准品。

自由基清除（%）=（（对照吸光度 − 样品吸光度）/ 对照吸光度）× 100

【数据】AgNPs浓度：6.25、12.5、25、50、100 μg/mL；AgNPs体积：30 μL；蒸馏水体积：70 μL；FRAP试剂体积：900 μL；孵育时间：30 min；孵育条件：室温避光；检测波长：593 nm；标准品：没食子酸

##### 2.3.4.4 谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）试验

为评估AgNPs的GPx潜力，进行了比色试验。试验混合物由0.1 M磷酸钾缓冲液（pH 7.0）、0.2 mM NADPH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）、1 μg/mL谷胱甘肽还原酶、4 mM还原型谷胱甘肽（GSH）、4 mM EDTA（乙二胺四乙酸）和4 mM叠氮化钠组成。将不同浓度（6.25、12.5、25、50和100 μg/mL）的AgNPs加入反应混合物中。混合物在37°C孵育10分钟。孵育后，加入10 μL 10 mM叔丁基过氧化氢（t-BHP）作为底物。吸光度……（原文此处截断）

【数据】磷酸钾缓冲液浓度：0.1 M；缓冲液pH：7.0；NADPH浓度：0.2 mM；谷胱甘肽还原酶浓度：1 μg/mL；GSH浓度：4 mM；EDTA浓度：4 mM；叠氮化钠浓度：4 mM；AgNPs浓度：6.25、12.5、25、50、100 μg/mL；孵育温度：37°C；孵育时间：10 min；t-BHP浓度：10 mM；t-BHP体积：10 μL

研究结果

3.1 AgNPs的生物合成与表征

AgNPs的生物合成通过颜色从绿色明显变为深棕色得到视觉确认，表明嗜热S. nigra无细胞提取物中的次生代谢物成功还原了Ag⁺离子。含蒸馏水的AgNO3对照和无AgNO3的细胞无提取物对照中均未观察到颜色变化。颜色变化归因于表面等离子体共振（SPR）现象，其中AgNPs表面的传导电子响应入射光而振荡。AgNO3和无细胞提取物用作对照。两种对照在400–450 nm范围内均未显示SPR峰，而AgNPs在约422 nm处显示清晰峰，确认提取物中的生物分子负责银离子还原和纳米颗粒形成。在不同时间间隔（24、48和72小时）检查AgNPs的紫外光谱，以确认稳定的时间依赖性纳米颗粒形成。紫外-可见光谱分析显示在422 nm处有强而稳定的吸收峰（图1），这是确认稳定AgNPs形成的主要特征，与先前关于放线菌介导纳米颗粒合成的报道一致。生物合成过程由硝酸还原酶等酶辅助，并由Streptomyces自然分泌的蛋白质、碳水化合物和肽稳定，这些物质不仅防止纳米颗粒聚集，还增强其生物相容性。

比较了S. nigra无细胞提取物和生物合成AgNPs的FTIR光谱，以鉴定参与银离子还原和纳米颗粒稳定的官能团（图2）。无细胞提取物中3401 cm⁻¹处的宽峰对应蛋白质和多酚的O–H和N–H伸缩振动，在AgNPs中位移至3440 cm⁻¹，表明这些基团积极参与Ag⁺还原和表面封端。2924和2854 cm⁻¹处的C–H伸缩峰在两种光谱中保持不变，表明膜脂质作为被动封端剂。酰胺I带从1643位移至1632 cm⁻¹，确认细胞外蛋白质在纳米颗粒形成过程中直接与银表面相互作用。1382 cm⁻¹处的酚类相关谱带在AgNPs中保持在1384 cm⁻¹，反映了酚类化合物在还原和表面稳定中的作用。C–O伸缩谱带从1112位移至1117 cm⁻¹，且在AgNPs光谱中强度增加，同时1265 cm⁻¹处出现新峰，表明多糖和类黄酮吸附到纳米颗粒表面。提取物中543 cm⁻¹处的C–Br伸缩谱带在AgNPs中保持在539 cm⁻¹，确认来自S. nigra的卤代化合物被纳入封端层。总体而言，两种光谱之间观察到的峰位移和强度变化确认无细胞提取物中的蛋白质、多酚、多糖和脂质共同还原了Ag⁺离子并稳定了生物合成的AgNPs。

SEM分析显示，AgNPs呈球形形态，直径范围为28.5至98.9 nm，表面光滑（图3a）。使用ImageJ软件对单个颗粒进行基于SEM的粒径分布分析，确认生物合成的AgNPs主要呈球形，平均粒径为22.11 ± 0.62 nm（图3b）。此外，EDAX分析（图3c）在约3 keV处显示显著峰，确认了元素银（Ag）的存在。X射线衍射（XRD）分析确认了生物合成AgNPs的结晶性质（图4a）。衍射图谱在2θ范围20°至80°内显示出明显峰，与纳米晶银的形成一致。在2θ = 38°处观察到的最强衍射峰对应面心立方（FCC）金属银的（111）晶面，代表金属银最热力学稳定的晶体取向。在2θ = 44°、64°和77°处的额外衍射峰分别归属于（200）、（220）和（311）晶面，与FCC银的标准参考图谱一致（JCPDS卡片号04-0783）。使用Debye–Scherrer方程专门应用于最强（111）反射峰计算得出微晶尺寸为9.87 nm。通过Zeta电位分析测定生物合成银纳米颗粒的表面电荷，以评估其在悬浮液中的稳定性。纳米颗粒显示Zeta电位值为−51.7 mV，反映出强负表面电荷。通常，Zeta电位值超过±30 mV表示良好的稳定性，因为颗粒间的静电排斥防止聚集。因此，所获得的值表明纳米颗粒高度稳定，在水性介质中保持良好分散。观察到的负电荷可与S. nigra在合成过程中产生的生物分子相关联。这些微生物化合物，如蛋白质和其他次生代谢物，可能附着在纳米颗粒表面并充当天然稳定剂，防止颗粒聚集。综合来看，这些发现支持SEM结果。图像显示离散且均匀分布的颗粒，Zeta电位数据现在确认这种良好的分散不仅在干燥状态下可见，而且在溶液中也能保持。简言之，纳米颗粒在液体中不发生聚集，这意味着它们稳定且适合进一步应用。

【数据】SPR峰：422 nm；UV检测时间点：24、48、72 h；FTIR峰位移：3401→3440 cm⁻¹、1643→1632 cm⁻¹、1382→1384 cm⁻¹、1112→1117 cm⁻¹、543→539 cm⁻¹；新峰：1265 cm⁻¹；SEM粒径范围：28.5–98.9 nm；平均粒径：22.11 ± 0.62 nm；EDAX峰：约3 keV；XRD峰（2θ）：38°、44°、64°、77°；晶面：（111）、（200）、（220）、（311）；JCPDS卡片号：04-0783；微晶尺寸：9.87 nm；Zeta电位：−51.7 mV

3.2 AgNPs的生物医学应用

#### 3.2.1 抗菌活性

来自S. nigra的生物合成AgNPs对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌均表现出良好的抗菌效率，包括大肠杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌和化脓性链球菌（表1）。革兰氏阴性菌的抑菌圈范围为3 mm至15 mm，其中大肠杆菌显示最大抑菌圈（15 ± 0.71 mm）。革兰氏阳性菌的抑菌圈范围为2 mm至18 mm，其中化脓性链球菌具有最大抑菌圈（18 ± 0.64 mm）（图5）。对AgNPs反应的差异反映了细胞壁结构和敏感性的差异。研究结果表明，AgNPs通过直接穿透细胞壁或通过离子介导机制干扰DNA、酶和蛋白质等必需生物分子，有效破坏细菌膜完整性。较小尺寸的纳米颗粒更容易进入细胞，在其中产生活性氧（ROS），导致氧化应激、DNA损伤和最终的细菌细胞死亡。抗菌机制还包括与含硫蛋白质结合、破坏脂质双层以及干扰膜电位，如先前AgNPs研究报道。结果证实了AgNPs的广谱抗菌功效。

【数据】抑菌圈范围（革兰氏阴性）：3–15 mm；大肠杆菌最大抑菌圈：15 ± 0.71 mm；抑菌圈范围（革兰氏阳性）：2–18 mm；化脓性链球菌最大抑菌圈：18 ± 0.64 mm；AgNPs浓度：25、50、75、100 μg/mL

#### 3.2.1.1 最低抑菌浓度

使用肉汤稀释法测定生物合成AgNPs对七种临床相关细菌病原体的最低抑菌浓度（MIC），浓度范围为31.25、62.5、125、250和500 μg/mL。金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌显示最高敏感性，MIC为31.25 μg/mL，表明强抗菌敏感性。铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌表现出中等敏感性，MIC值为62.5 μg/mL。大肠杆菌、粪肠球菌和奇异变形杆菌显示相对较低的敏感性，MIC值为125 μg/mL。总体而言，革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌对AgNPs更敏感。

【数据】MIC测试浓度：31.25、62.5、125、250、500 μg/mL；金黄色葡萄球菌MIC：31.25 μg/mL；化脓性链球菌MIC：31.25 μg/mL；铜绿假单胞菌MIC：62.5 μg/mL；肺炎克雷伯菌MIC：62.5 μg/mL；大肠杆菌MIC：125 μg/mL；粪肠球菌MIC：125 μg/mL；奇异变形杆菌MIC：125 μg/mL

#### 3.2.2 抗糖尿病试验

##### 3.2.2.1 α-淀粉酶抑制活性

检测了生物合成AgNPs的抗糖尿病功效……（原文此处截断）

【数据】AgNPs在100 μg/mL时抑制率：69.43%；阿卡波糖在100 μg/mL时抑制率：79.56%；IC50（AgNPs）：49.61 ± 0.56 μg/mL；剂量依赖性：是

#### 3.2.3 抗炎活性

通过蛋白质变性抑制评估AgNPs的抗炎活性。AgNPs表现出浓度依赖性抑制，IC50值为41.83 ± 0.64 μg/mL，而乙酰水杨酸的IC50值为22.14 ± 0.43 μg/mL。使用独立样本进行统计分析。

【数据】AgNPs IC50：41.83 ± 0.64 μg/mL；乙酰水杨酸IC50：22.14 ± 0.43 μg/mL；抑制模式：浓度依赖性

#### 3.2.4 抗氧化活性

使用以下方法评估AgNPs的抗氧化潜力：（i）DPPH（IC50 = 47.75 ± 0.65 μg/mL），（ii）ABTS（IC50 = 33.35 ± 0.55 μg/mL），（iii）FRAP（IC50 = 49.0 ± 0.72 μg/mL），（iv）GPx（IC50 = 37.4 ± 0.53 μg/mL），（v）过氧化氢（IC50 = 57.43 ± 0.71 μg/mL），（vi）一氧化氮（IC50 = 61.1 ± 0.83 μg/mL）。

【数据】DPPH IC50：47.75 ± 0.65 μg/mL；ABTS IC50：33.35 ± 0.55 μg/mL；FRAP IC50：49.0 ± 0.72 μg/mL；GPx IC50：37.4 ± 0.53 μg/mL；过氧化氢 IC50：57.43 ± 0.71 μg/mL；一氧化氮 IC50：61.1 ± 0.83 μg/mL

#### 3.2.5 细胞毒性及抗癌活性

使用MTT试验在不同浓度下评估生物合成AgNPs对前列腺癌（PC3）细胞系的细胞毒性效应：（a）未处理对照细胞显示正常形态；（b）10 μg/mL显示轻度圆形化；（c）25 μg/mL显示皱缩和部分脱离；（d）50 μg/mL显示……（原文此处截断）

【数据】细胞系：PC3前列腺癌细胞；AgNPs浓度：10、25、50 μg/mL； assay：MTT

AgNPs对PC3细胞集落形成能力的影响。细胞用AgNPs（10、25、50 μg/mL）处理，允许形成集落10天。（10A）（a）未处理细胞形成密集集落层，表明完整的增殖能力；（b）AgNPs处理浓度为10 μg/mL……（原文此处截断）

【数据】AgNPs浓度：10、25、50 μg/mL；集落形成时间：10天；细胞系：PC3

PC3细胞用50 μg/mL处理，划痕后在24小时内以6小时间隔监测。伤口闭合逐渐增加，6小时达到13.38 ± 0.48%，12小时达到33.65 ± 0.85%，24小时达到69.76 ± 0.86%。值以平均值 ± 标准差表示（n = 3）。在0小时汇合细胞中观察到明显伤口间隙……（原文此处截断）

【数据】AgNPs浓度：50 μg/mL；伤口闭合率：6 h为13.38 ± 0.48%，12 h为33.65 ± 0.85%，24 h为69.76 ± 0.86%；监测间隔：6 h；n = 3

用吖啶橙/溴化乙锭（AO/EtBr）染色的PC3细胞荧光图像，用于分析AgNPs处理浓度为0、10、25和50 μg/mL后的凋亡形态变化。（a）未处理（对照细胞）显示均匀明亮的绿色荧光……（原文此处截断）

【数据】染色方法：AO/EtBr双染；AgNPs浓度：0、10、25、50 μg/mL；细胞系：PC3

讨论与解读

本研究利用从烧焦秸秆环境分离的嗜热放线菌S. nigra的无细胞提取物生物合成了AgNPs。合成通过颜色变化视觉确认，并通过UV-Vis、FTIR、SEM和XRD等多种技术进一步表征。这些分析确认颗粒为球形、结晶且纳米级，XRD和Scherrer方程显示尺寸低于50 nm。纳米颗粒在DPPH、ABTS、一氧化氮、羟基、超氧化物和GPx试验中对自由基表现出强抗氧化作用，且呈剂量依赖性。在PC3前列腺癌细胞上测试时，纳米颗粒在MTT试验中降低细胞活力，减少集落形成，并抑制细胞迁移。AO/EtBr染色显示明显的凋亡迹象，表明纳米颗粒引起程序性细胞死亡而非一般毒性。结果突出表明，由S. nigra制备的AgNPs具有前景广阔的抗氧化和抗癌潜力，尤其是对前列腺癌。这种生态友好的天然方法可能成为开发未来治疗剂的有用途径，但仍需更多体内和临床研究来确认这些益处。本研究报道了从烧焦秸秆环境分离的嗜热Streptomyces nigra（GenBank：PP565016）在AgNPs生物合成中的应用。经分子鉴定的菌株产生的AgNPs表现出……

编译者解读：该研究选择嗜热放线菌S. nigra作为AgNPs的生物合成工厂，其亮点在于利用极端环境微生物的胞外分泌物同时实现银离子还原与表面封端，省去了外加还原剂和稳定剂。−51.7 mV的Zeta电位和9.87 nm的微晶尺寸说明产物分散性和结晶度良好。但研究止步于细胞水平，抗菌与抗癌机制未涉及分子通路的系统验证，体内药代动力学和毒性数据缺失。从合成生物学视角看，后续可尝试鉴定并异源表达参与还原的关键酶（如硝酸还原酶），实现从“菌株发酵”到“无细胞体系”的跨越，提升批次一致性和可放大性。

参考来源

期刊：Biochemical and Biophysical Research Communications, 2026

DOI：10.1016/j.bbrc.2026.154234

DOI: 10.1016/j.bbrc.2026.154234