Деградация атразина по механизму окислительного связывания, катализируемого грибной лакказой

• Автор: Давидчик, Валентина Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Лакказы распространение и роль в окружающей среде

1.1.1. Ферментативная активность почв

1.1.2. Общая характеристика лакказ как представителей оксидорсдуктаз

1.1.3. Физиологические функции лакказ.

1.1.4. Участие лакказы в процессах трансформации ксенобиотиков гуминовыми кислотами.

1.2. Гуминовые кислоты и их функции в биосфере

1.2.1. Общая характеристика состава и структуры гуминовых кислот

1.2.2. Взаимодействие гуминовых кислот с ферментами.

1.2.3. Участие гуминовых кислот в деградации ксенобиотиков.

1.3. Атразин применение и поведение в окружающей среде.

1.3.1. Общая характеристика и применение атразина.
1.3.2. Поведение атразина в окружающей среде
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Выделение и характеристика лакказы Согоия ИтШю.
2.1.1. Жндкофазное культивирование Согош ЫпШю.
2.1.2. Выделение и очистка лакказы Согоя ЫпШш
2.1.3. Определение активности лакказы.
2.2. Выделение, физикохимическая и биологическая характеристика препарата гуминовых кислот
2.2.1. Выделение гуминовых кислот угля
2.2.2. Элементный анализ
2.2.3. Эксюпозионная хроматография
2.2.4. ЯМР спектроскопия
2.2.5. Оценка биологической активности биотест
2.3. Отбор и характеристика почвенных образцов
2.3.1. Отбор почвенных образцов.
2.3.2. Определение кислотности
2.3.3. Определение содержания органического углерода
2.3.4. Определение содержания обменных катионов.
2.3.5. Определение гранулометрического состава
2.4. Определение атразина и его основных метаболитов
2.5. Исследование влияния лакказы на взаимодействие атразина с гуминовыми кислотами в гомогенной среде
2.5.1. Взаимодействие лакказы с атразином.
2.5.2. Взаимодействие лакказы с гуминовыми кислотами
2.5.3. Влияние лакказы на взаимодействие атразина с гуминовыми кислотами
2.6. Изучение влиянии лакказы на взаимодействие атразина с гуминовыми кислотами в гетерогенной среде.
2.6.1. Изучение кинетики адсорбции атразина почвами
2.6.2. Влияние лакказы на взаимодействие атразина с почвами
2.7 Проведение лабораторновегетационных экспериментов.
2.7.1. Проведение лабораторновегетационных экспериментов на перлите.
2.7.2. Проведение лабораторновегетационных экспериментов на почве.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Выделение и характеристика лакказы
3.2. Выделение, физикохимическая и биологическая характеристика препарата гуми новых кислот
3.2.1. Характеристика физикохимических свойств гуминовых кислот.
3.2.2. Характеристика биологических свойств гуминовых кислот.
3.3. Отбор и характеристика почвенных образцов.
3.4. Исследование влияния лакказы на взаимодействие атразина с гуминовыми кислотами в гомогенной среде.
3.4.1. Взаимодействие лакказы с гуминовыми кислотами.
3.4.2. Взаимодействие лакказы Согош Ыгьшш с атразином
3.4.3. Влияние лакказы на взаимодействие атразина с гуминовыми кислотами
3.5. Исследование влияния лакказы на взаимодействие атразина с гу миновыми кислотами в гетерогенной среде
3.6. Оценка возможности использования лакказы СогЫиэ Ыгии5 в биотехнологиях очистки почв, загрязненных атразином
3.6.1. Исследование влияния лакказы на детоксификацию атразина гуминовыми кислотами на перлите
3.6.2. Исследование влияния лакказы на детоксификацию атразина гуминовыми кислотами в почвенной среде.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВЫРАЖЕНИЕ ПРИЗНАТЕЛЬНОСТИ.
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АБТС 2,2азинобис3этилбензотиазолин6сульфонат
ВЭЖХ высокоэффективная жидкостная хроматография
ГБТ 1гидроксибензотриазол
ГВ гуминовые вещества
ГК гуминовые кислоты
ГМС гранулометрический состав
ГПВ гуминоподобные вещества
ИОХ ионообменная хроматография
ИФА иммуноферментный анализ
ИЭФ изоэлектрофокусирование
К константа ингибирования
кР константа адсорбции Фрейндлиха
кт константа Михаэлиса
ккат каталитическая константа
каКт эффективность катализа
лп лигнинпероксидаза
ш молекулярная масса
ММР молекулярномассовое распределение
МпП марганецпсроксидаза
Мп среднечисловая молекулярная масса
м средневесовая молекулярная масса
М2 средняя молекулярная масса
н коэффициент гистерезиса
пдк предельнодопустимая концентрация
Сорг органический углерод
,3СЯМР углеродный ядерномагнитный резонанс
ФК фульвокислоты
ВВЕДЕНИЕ


Тем не менее, работы последних лет достаточно достоверно продемонстрировали конститутивный характер экскреции ферментов, как микроорганизмами, так и растениями. В почвенных системах все протекающие биохимические процессы фактически осуществляются в гетерогенной системе твердая и жидкая фазы твердая, жидкая и газообразная фазы. Большинство ферментов, попадая из различных источников в почву, не разрушаются, а сохраняются в активном состоянии. Очевидно, что они взаимодействуют с твердой фазой почвенных коллоидов и фактически образуют комплексы с функциональными группами
органического вещества, переходя в иммобилизованное состояние Кгашега е а1. Изучение процесса выделения ферментов из почвенных образцов показало наличие различных по природе связывания комплексов ферментов почвенных частиц. Анализ ферментативных профилей почв показывает корреляцию высокого уровня ферментативной активности и количества жизнеспособных микроорганизмов, т. Поступая в почву, растительные, микробные и животные остатки попадают в сферу сложнейших превращений. Как и в живом организме, на всех звеньях сложной цепи трансформации органических веществ в почве участвуют последовательно действующие ферментные системы. В почве включая живые существа постоянно происходит сложный комплекс процессов обмен азотом, фосфором, углеродом, серой и другими органогенными элементами, также идет распад сложных молекул целлюлозы, лигнина и других углеводов, белков и нуклеиновых кислот, появляются промежуточные продукты и продукты полной минерализации, которые снова используются микроорганизмами и корнями растений. Наиболее хорошо изученными ферментами в почве являются гидролазы обширный класс ферментов, осуществляющих реакции гидролиза разнообразных сложных органических соединений, действуя на сложноэфирные, глюкозидные, амидные, пептидные и др. Гидролазы широко распространены в почвах и играют важную роль в обогащении их подвижными и доступными для растений и микроорганизмов питательными веществами, разрушая высокомолекулярные органические соединения. К этому классу относятся ферменты уреаза амидаза, инвертаза карбогидраза, фосфатаза фосфогидролаза и др. Уреаза фермент, участвующий в регуляции азотного обмена в почве. Этот фермент катализирует гидролиз мочевины до аммиака и углекислого газа, вызывая гидролитическое расщепление связи между азотом и углеродом в молекулах
органических веществ. Из ферментов азотного обмена уреаза изучена лучше других i . Активность инвертазы один из наиболее устойчивых показателей ферментативного профиля почвы, обнаруживающий наиболее четкие корреляционные связи с воздействующими факторами. Этот фермент расщепляет инвертирует сахарозу на молекулы глюкозы и фруктозы. Являясь источником углерода и энергии, углеводы контролируют микробиологическую активность. Особенно важна роль углеводов в синтезе ГК. Инвертазная активность в почве убывает по профилю, коррелируя с содержанием гумуса. В почвах в большом количестве имеется фосфор в форме органических соединений, поступающих с отмирающими остатками растений, животных и микроорганизмов. Высвобождение фосфорной кислоты из этих соединений осуществляется сравнительно узкой по видовому составу группой микроорганизмов, имеющих специфические ферменты фосфатазы. Среди физикохимических свойств почвы для проявления фосфатазной активности особенно важно значение . Дерновоподзолистые почвы, имеющие кислую реакцию, преимущественно содержат кислые фосфатазы, в почвах со слабо щелочной реакцией преобладают щелочные фосфатазы . Представителями почвенных оксидоредуктаз являются лакказы, тирозиназы, лигнинпероксидазы ЛП и марганецпероксидазы МпП, активность которых является важнейшим показателем биологической активности почв i . Роль оксидоредуктаз в почве достаточно долгое время не рассматривалась. Основной функцией данного класса считалось лишь участие в трансформации ГВ, и значительно меньше внимания уделялось оксидоредуктазам как детоксифицирующим агентам, участвующим в процессах окислительного связывания ксенобиотиков.