Биохимические и физиологические аспекты деградации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) лигнинолитическими грибами

• Автор: Позднякова, Наталия Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 311 с. : 87 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Лигнинолитические грибы: деструктивный потенциал и физиологические особенности
Структура лигнинолитической ферментной системы и деграда-тивные свойства грибов
Основные условия проявления грибами деструктивной активности и продукции лигнинолитических ферментов Индукция продукции внеклеточных ферментов Индукция ионами металлов Органические вещества как индукторы
Метаболические пути деградации ПАУ лигнинолитическими грибами
Свойства ПАУ и проблема биодоступности Ключевые метаболиты деградации ПАУ и продукция лигнинолитических ферментов Деградация низкомолекулярных ПАУ Деградация нафталина Деградация фенантрена
Деградация и трансформация антрацена и антрахиноновых красителей
Деградация флуорена
Деградация и трансформация высокомолекулярных ПАУ Деградация пирена
-Депрадация_бенз[а]антрацена
Деградация и трансформация ПАУ с 5 и более конденсированными кольцами
Продукция лигнинолитических ферментов в процессе деградации ПАУ
Биотехнологический потенциал лигнинолитических грибов в

процессах микоремедиации Микоремедиация как форма биоремедиации Технологии и подходы микоремедиации Примеры микоремедиации устойчивых поллютантов Условия и факторы эффективной микоремедиации Доза внесенного инокулята Концентрация загрязнителя Сопутствующее загрязнение
Оптимальные условия колонизации почвы лигнинолитическими грибами
Влияние поверхностно-активных веществ Индукция лигнинолитических ферментов
Продукция лигнинолитических ферментов в процессе микоремедиации
Взаимодействие интродуцированных лигнинолитических грибов с почвенной микробиотой
Снижение токсичности и мутагенности почвы в процессе микоремедиации
Возможности и ограничения микоремедиации
Ключевые ферменты деградации ПАУ лигнинолитическими
грибами
Внеклеточные формы лигнинолитических ферментов Лигнин пероксидазы
Молекулярные свойства и каталитический цикл Основные каталитические свойства Мп-зависимые пероксидазы Молекулярные свойства и каталитический цикл Основные каталитические свойства Гибридные пероксидазы
Молекулярные свойства и каталитический цикл Основные каталитические свойства Лакказы

Молекулярные свойства и каталитический цикл Основные каталитические свойства
Внутриклеточные и «поверхностные» формы лигнинолитиче-
ских ферментов
Пероксидазы
Лакказы
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Материалы и методы
Объекты исследований и методы культивирования Хранение лигнинолитических грибов и получение инокулята Погруженное культивирование грибов Твердофазное культивирование грибов Исследование деградативной активности грибов Деградация ПАУ
Синтетические красители, содержащие конденсированные ароматические кольца
Изучение деградации нефти в процессе микоремедиации почвы
Определение прироста мицелия
Методы экстракции
Хроматографические методы
Газожидкостная хроматография
Высокоэффективная жидкостная хроматография
Тонкослойная хроматография
Адсорбционная хроматография
Спектральные методы
Определение эмульгирующей активности
Очистка и характеристика лигнинолитических ферментов Получение грубых препаратов внеклеточных ферментов Получение грубых препаратов «поверхностных» и внутриклеточных форм ферментов
Схема очистки лакказ и пероксидазы из погруженной культуры Р. ояігеаіш П1

процессе деградации фенантрена и увеличивал биодоступность этого ПАУ (Garcia-Junco et al., 2001). Бактериальные биосурфактанты увеличивали растворимость фенантрена (Lu et al., 2003), пирена и антрацена (Mahanty et al., 2006).
Вместе с тем, в настоящее время почти не известно исследований, посвященных проблеме биодоступности ПАУ для грибной клетки, по-видимому, из-за внеклеточной природы разрушающей их ферментативной системы лигнинолити-ческих грибов. Добавление детергентов в экспериментальных условиях позволяет достоверно оценить убыль исходного вещества и образование продуктов его деградации. Для увеличения доступности субстратов для грибных клеток и лигни-нолитических ферментов обычно используют неионные ПАВ, такие как твин-20 и твин-80 (Kotterman et al., 1998; Garon et al., 2002). Различные ПАВ увеличивали скорость деградации антрацена, пирена и бенз [а] пирена Bjerkandera sp. BOS55 в 2-5 раз (Kotterman et al., 1998), антрацена Polyporus sp. SI33 - в 1,3 раза (Hadibara-ta et al., 2012a), флуорена Ph. chrysosporium - в 1,5 раза (Garon et al., 2002).
В настоящее время существуют только отдельные сообщения о продукции биосурфактантов в процессе деградации ПАУ лигнинолитическими грибами. Например, при культивировании Ph. chrysosporium в условиях перемешивания в присутствии пирена наблюдается образование пены, возможно из-за продукции биосурфактанта, который, предположительно, отвечает за растворение ПАУ в водной среде (Song, 1999). Позже продукция биосурфактанта, способствующего увеличению растворимости гидрофобных соединений, была обнаружена у С. versicolor, Р. ostreatus (Arun et al., 2008), Phellinus sp. и Polyporus sulphureus (Arun and Eyini, 2011). По данным Arun с соавторами (2008) этот биосурфактант представляет собой мультикомпонентное вещество, состоящее из белковой части и полисахарида.
2.2 Ключевые метаболиты деградации ПАУ и продукция лигнинолитических ферментов
К настоящему времени опубликовано много исследований деградации как индивидуальных ПАУ, так и их смесей грибами белой гнили и подстилочными