粘土と湿ック物質によって媒介されるテトラサイクリンの光分解反応からの生成物は、標的耐性遺伝子の対照的な発現を誘導します

光電子変化は、環境における多くの抗生物質の運命に影響を与える重要なプロセスですが、抗生物質耐性遺伝子を誘導することにより、その光生成が細菌に選択的圧力をかけるかどうかについてはほとんど知られていません（ARGS）。ここでは、テトラサイクリンの光変換の影響を受けた蛍光大腸菌全細胞生物筋ポーターのテトラサイクリン耐性遺伝子Tet（M）の発現を調べました。懸濁したスメクタイト粘土（モンモリロナイトまたはヘクターライト、1.75 g/l）または溶存湿ック物質（パホキー泥炭泥のフミン酸またはパホキーピートフルボ酸、10 mg C/L）の存在は、水溶液中にテトラサイクリン（400でのイニカでの変換）を促進しました。μg/L）半減期は1.4〜2.6回短縮されました。60分照射後の総負荷テトラサイクリンの同様の光電子変化率（80〜90％）にもかかわらず、2つの粘土では、細胞蛍光強度の比率の減少（Arg Tet（M）の発現量（M）に比例した）ははるかに高かった（94および93％）それぞれの暗いコントロールと比較した場合、2つの腐植物質（44および69％）よりも。質量分化および化学分析によって示されるように、テトラサイクリンは、自己ホトセンシットのシングレット酸素（1O2）との反応により粘土の存在とアミドに主にアミドに変換されることが提案されました（1O2）が、謙虚な物質は生産を触媒する可能性があります。トリプレット励起状態の溶解有機物（3DOM*）との反応を介して、アミド化合物に加えて、別の2つの脱メチル化化合物および/または分解化合物（ARGSの誘導にまだ効果的）。粘土鉱物と湿ック物質は重要な土壌成分であり、表面環境に遍在するように、観察された粘土と湿気依存性の光酸化経路のテトラサイクリンと、関連する生成物の異なる選択圧力が抗生物質の形質転換化合物を監視する必要性を強調し、重要なものを提供する抗生物質治療プロトコルの開発に関する洞察。

Phototransformation is a key process affecting the fate of many antibiotics in the environment, but little is known about whether their photoproducts exert selective pressure on bacteria by inducing antibiotic resistance genes (ARGs). Here, we examined the expression of tetracycline resistance gene tet(M) of a fluorescent Escherichia coli whole-cell bioreporter influenced by the phototransformation of tetracycline. The presence of suspended smectite clay (montmorillonite or hectorite, 1.75 g/L) or dissolved humic substance (Pahokee Peat humic acid or Pahokee peat fulvic acid, 10 mg C/L) in aqueous solutions markedly facilitated the transformation of tetracycline (initially at 400 μg/L) with half-life shortened by 1.4-2.6 times. Despite the similar phototransformation ratios (80-90%) of the total loaded tetracycline after 60 min irradiation, the decreased ratios of cell fluorescence intensity (which was proportional to the expression amount of ARG tet(M)) were much higher with the two clays (94 and 93%) than with the two humic substances (44 and 69%) when compared to the respective dark controls. As illustrated by mass spectroscopic and chemical analyses, tetracycline was proposed to be mainly transformed to amide (ineffective in inducing ARGs) with the presence of clays by reaction with self-photosensitized singlet oxygen (1O2), while the humic substances might catalyze the production of another two demethylated and/or deaminated compounds (still effective in inducing ARGs) in addition to the amide compound via reaction with triplet excited state dissolved organic matter (3DOM*). As clay minerals and humic substances are important soil constituents and ubiquitously present in surface environments, the observed clay and humic-dependent photooxidation pathways of tetracycline and the differing selective pressures of the associated products highlight the need for monitoring the transformation compounds of antibiotics and provide critical insight into the development of antibiotic treatment protocols.