Анаэробные микробные сообщества, разрушающие азокрасители и их производные

• Автор: Котова, Ирина Борисовна
• Шифр специальности: 03.02.03, 03.01.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 431 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Введение
2. Значение аминоароматических соединений для человеческой практики
3. Особенности азокрасителей и ароматических аминов как загрязнителей
4. Преимущества биологических методов очистки от ароматических азосоединений
5. Возможности применения анаэробной микробной технологии для биоразложения азокрасителей и ароматических аминов
6. Уровни и способы изучения микробной биодеградации
7. Пути конверсии азокрасителей у микроорганизмов
8. Биохимические пути конверсии аминоароматических соединений у микроорганизмов в отсутствие кислорода
9. Микроорганизмы, участвующие в анаэробном разложении азокрасителей и аминоароматических соединений
10. Преимущества осуществления процесса анаэробной биодеградации микробными сообществами
11. Метаногенная деградации азокрасителей и ароматических аминов микробными сообществами и влияние различных факторов на этот процесс
11.1. Метаногенные микробные сообщества, использующие в метаболизме азокрасители и аминоароматику
11.2. Специфичность микробных сообществ по отношению к азокрасителям и ароматическим аминам
11.3. Токсичность азокрасителей и ароматических аминов
11.4. Влияние различных факторов на деструкцию азокрасителей и ароматических аминов метаногенными микробными сообществами
11.4.1. Свойства и концентрация основного субстрата
11.4.2. Дополнительные источники углерода и энергии
11.4.3. Дополнительные акцепторы электронов
11.4.4. Добавление медиаторов
11.4.5. Температура культивирования
11.4.6. Начальное значение pH среды
11.4.7. Начальное содержание инокулята в среде
11.4.8. Другие факторы
12. Структурно-функциональная организация метаногенных микробных сообществ, осуществляющих конверсию азокрасителей и аминоароматических соединений
12.1. Микробное сообщество как единое целое

12.2. Синтрофия
12.3. Пространственная организация метаногенных микробных сообществ, разрушающих вещества-загрязнители
12.4. Компонентный состав, взаимодействия и взаимосвязи в метаногенных сообществах, осуществляющих биодеградацию ароматических загрязнителей
12.4.1. Методы анализа компонентного состава микробных сообществ
12.4.2. Биоразнообразие в метаногенных микробных
сообществах, разрушающих органические загрязнители
12.4.3. Микроорганизмы, способные к разрыву азосвязи и первичной трансформации соединений, содержащих бензольное кольцо
12.4.4. Микроорганизмы,______потребляющие________продукты
трансформации
12.4.5. Метаногенные археи как конечное звено процесса
анаэробной________биодеградации_______(амино)ароматических
соединений
12.4.6. Микроорганизмы-члены сообщества, не принимающие непосредственного участия в процессе метаногенной конверсии органических загрязнителей
12.5. Влияние физико-химических факторов на структуру анаэробного сообщества, разрушающего органические загрязнители
12.5.1. Природа основного субстрата и состав среды культивирования
12.5.2. Температура культивирования
12.6. Изменение структуры метаногенных микробных сообществ, разрушающих органические загрязнения, во времени
13. Заключение. Перспективы исследования микробных сообществ, конвертирующих азокрасители и ароматические амины в биогаз ...Л
13.1. Перспективы использования микробных сообществ для очистки стоков от аминоароматических ксенобиотиков
13.2. Перспективы создания искусственных микробных сообществ, способных в анаэробных условиях разрушать аминоароматику
13.3. Моделирование ситуации загрязнения
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ: МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1. Материалы и методы
1.1. Биологический материал
1.2. Основные субстраты и другие реактивы
1.2.1. Азокрасители
1.2.2. Ароматические амины
1.2.3. Другие реактивы
1.3. Среды и условия культивирования
1.3.1. Среды для выделения накопительных культур и поддержания микробных сообществ
1.3.2. Среды для выделения и поддержания чистых и ко-культур микроорганизмов
1.3.3. Приготовление и стерилизация сред
1.4. Схемы выделения накопительных и чистых культур. Условия
проведения основных экспериментов
1.4.1. Получение микробных сообществ
1.4.2. Выделение чистых культур из анаэробных сообществ
1.4.3. Условия проведения основных экспериментов
Определение биоразлагаемости азокрасителей и
(амино)ароматических субстратов
Определение токсичности ААВ
Ингибирование метаногенеза
Определение возможного влияния на азокрасители продуктов метаболизма анаэробного метаногенного
сообщества
Определение возможности химического восстановления азокрасителей
1.5. Методы идентификации микроорганизмов
1.5.1. Молекулярно-биологические методы
Выделение ДНК
ПЦР-амплификация
Разделение ПЦР-продуктов методом ДГГЭ
Секвенирование ДНК-фрагментов
1.5.2. Физиолого-биохимические тесты
1.6. Аналитические методы
1.6.1. Определение______содержания_____________азокрасителей
('амико)ароматических соединений
1.6.2. Определение_________продуктов___________трансформации
аминоароматических кислот
Масс-спектрометрия

1.6.3. Определение концентраций органических кислот, спиртов и аминокислот
1.6.4. Определение концентраций неорганических ионов
Определение концентрации иона аммония
Определение концентрации иона сульфида
Определение концентрации нитратов и нитритов
1.6.5. Определение показателя общего химического потребления кислорода (ХПЮ

анаэробного пути, но небольшие количества неактивных форм ферментов все же имеются, как полагают, для поддержания вспомогательного пути в случае изменения условий окружающей среды. Ферменты анаэробного пути разложения ароматических соединений регулируются также степенью доступности ароматического субстрата. Если клетки растут анаэробно на неароматических субстратах, то ферменты деградации ароматики не обнаруживаются. Ферменты периферических путей деградации обычно индуцибельны и синтезируются в ответ на внесение конкретного субстрата. В некоторых случаях при анаэробном росте наблюдается субстратная диауксия (Dangel et al., 1991; Heider et al., 1998). Есть данные, что гены, кодирующие ферменты анаэробной биодеградации, располагаются как на хромосоме, так и в плазмидах (Carmona et al., 2009).
Рис. 10. Расщепление бензоил-КоА у Thauera aromatica (Dömer, Boll, 2002).
Обычно гены ферментов периферических и центральных путей
организованы в два отдельных кластера (Хоменков и др., 2008). Первые
часто кодируются генами плазмид (Heider, Fuchs, 1997). На крупных
бактериальных плазмидах могут находиться детерминанты ферментов
центральных путей (например, на плазмидах pTOL или pWWO