Interaction of Graphitic Carbon Nitride with Cell Membranes: Probing Phospholipid Extraction and Lipid Bilayer Destruction

磷脂 脂质双层 双层 石墨氮化碳 生物物理学 细胞毒性 化学 活性氧 磷脂酰胆碱 细胞膜 生物化学 体外 生物 催化作用 光催化
作者
Fengliang Wang,Jia-Yong Lao,Jiale Zou,Zhiyu Zhu,Daguang Li,Guoguang Liu,Liang Mao
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:56 (24): 17663-17673 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c05560
摘要

Understanding how nanomaterials interact with cell membranes has important implications for ecotoxicology and human health. Here, we investigated the interactions between graphitic carbon nitride (g-C3N4, CN) and red blood cells, a plausible contact target for nanoparticles when they enter the bloodstream. Through a hemolysis assay, the cytotoxicity of CN derived from different precursors was quantitatively assessed, which is highly related to the surface area of CN. Reactive oxygen species (ROS) generation and lipid peroxidation detection confirmed that CN causes rapid cell membrane rupture by a physical interaction mechanism rather than ROS-related chemical oxidation. Dye leakage assay and theoretical simulation indicated that the less-layered CN is prone to folding inward to wrap and extract lipid molecules from cell membranes. The electron-rich inherent pores of CN play a dominant role in capturing the headgroups of phospholipids, whereas the hydrophobic interaction is critical for the anchoring of lipid tails. Our further experimental evidence demonstrated that the destructive extraction of phospholipids from cell membranes by CN occurs primarily in the outer leaflet, and phosphatidylcholine is the most easily extracted lipid. Moreover, the formation of protein corona on CN was found to decrease the nonspecific interactions but increase steric repulsion, thus mitigating CN cytotoxicity. Overall, our data provide a molecular basis for CN's cytotoxicity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
gaoxiaogao完成签到,获得积分10
1秒前
哈哈哈哈哈哈完成签到 ,获得积分10
1秒前
猫南北完成签到,获得积分10
2秒前
yinqueshi发布了新的文献求助20
3秒前
光芒万丈关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
7秒前
MY发布了新的文献求助10
7秒前
hebhm发布了新的文献求助10
7秒前
所所应助阿比盖尔采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
malenia发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
jiemy发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
17秒前
yinqueshi完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
光芒万丈发布了新的文献求助10
19秒前
河北发布了新的文献求助10
21秒前
伶俐念珍发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
睡懒觉关注了科研通微信公众号
27秒前
九湘完成签到 ,获得积分10
29秒前
星星发布了新的文献求助10
31秒前
35秒前
研友_VZG7GZ应助健忘的学生采纳,获得10
36秒前
38秒前
clyhg完成签到,获得积分10
39秒前
YY发布了新的文献求助10
39秒前
EvilPeas发布了新的文献求助10
42秒前
47秒前
爆米花应助小李采纳,获得10
48秒前
48秒前
Damy完成签到,获得积分10
49秒前
51秒前
52秒前
hhhblabla应助123keyan采纳,获得10
54秒前
高分求助中
Evolution 2024
中国国际图书贸易总公司40周年纪念文集: 回忆录 2000
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
Die Elektra-Partitur von Richard Strauss : ein Lehrbuch für die Technik der dramatischen Komposition 1000
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
Formation of interface waves in dependence of the explosive welding parameters 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3003596
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2662846
关于积分的说明 7214987
捐赠科研通 2298819
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1219205
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 594396
版权声明 593089