トルエンは、土壌アルカリホスファターゼと潜在的な酵素運動メカニズムのホルモン性反応を誘導します

重金属に関与する土壌酵素のホルモシスは、重金属毒性のリスク評価のためにより多くの注目を集めてきましたが、トルエンまたは他の有機汚染によって誘発されるホルモン性応答を定義するために不十分な研究が実施されました。この研究の目的は、トルエンによって誘発された土壌酵素のホルモン性反応を調査し、潜在的な酵素速度論的メカニズムを調査することでした。土壌アルカリホスファターゼ（ALP）活性は、異なる用量のトルエン（0.0、0.1、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、10.0、50.0、50.0、100.0μLG-1）の下でホルモチック応答を探索するエンドポイントと見なされました。その後、酵素反応動態と純粋な酵素の実験を実施して、土壌ALPのホルモシスの潜在的なメカニズムをさらに検証しました。結果は、0.1-1.0μLG-1トルエンでのALP活性が、30、36、48、および54時間の暴露時にコントロール（0μLG-1トルエン）（P <0.05）とは対照的に有意に増加したことを示しました。24〜43％の最大刺激の大きさ。ALP活性は、実験期間全体（6-54時間）でトルエン（2-100μLL-1）の影響をほとんど受けませんでした。一方、触媒効率の値（無線VMAX/km、VMax：最大反応速度およびkm：Michaelis Constant）とVMAXは、コントロールと比較して大幅に増加しましたが、kmの値は2.5から1.6に減少しました。全体として、低用量のトルエンは土壌ALPのホルメシスを誘導する可能性があります。潜在的な理由は、低用量のトルエンが土壌ALPと基質の組み合わせを強化できることです。この研究は、トルエン汚染土壌の生態学的リスク評価の新しい視点を提供すると考えています。

Hormesis of soil enzyme that involved in heavy metal has been attracting much more attention for risk assessment of heavy metal toxicity, but insufficient studies were conducted to define the hormetic responses induced by toluene or other organic pollutions. The objectives of this study were to investigate the hormetic responses of soil enzyme induced by toluene and explore the potential enzyme kinetic mechanism. Soil alkaline phosphatase (ALP) activity was regarded as the endpoint to explore the hormetic responses under different doses of toluene (0.0, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 5.0, 10.0, 50.0 and 100.0 μL g-1). Subsequently, we conducted the experiments of enzymatic reaction kinetics and pure enzyme to further verify the potential mechanisms of soil ALP's hormesis. Results showed that ALP activities at 0.1-1.0 μL g-1 toluene were significantly increased in contrast to the control (0 μL g-1 toluene) (P < 0.05) at the exposure time of 30, 36, 48 and 54 h, with the maximum stimulation magnitudes of 24-43%. ALP activities were almost not affected by toluene (2-100 μL L-1) in the whole experimental period (6-54 h). Meanwhile, the values of catalytic efficiency (the radio Vmax/Km, Vmax: maximum reaction velocity and Km: Michaelis constant) and Vmax significantly increased compared with the control, but the value of Km decreased from 2.5 to 1.6. Overall, low dose toluene can induce hormesis of soil ALP. The potential reason is that low-dose toluene could enhance the combination of soil ALP and substrates. We believe that this study will provide a new viewpoint for ecological risk assessment of toluene contaminated soils.