Деградация фенантрена и нафталина бактериями родов Pseudomonas и Burkholderia

• Автор: Балашова, Наталия Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 118 с.

Это обуславливает комплексное изучение метаболизма различных ПАУ в штаммах, способных утилизировать несколько соединений этого класса. В данной работе исследовалась взаимосвязь биохимических путей и генетического контроля биодефадации фенантрсна и нафталина. Изучение биодефадации ПАУ штаммами рода i представляет особый научный интерес. Высоко консервативная система биодеградации ПАУ, выявленная у флюоресцирующих псевдомонад, не отражает истинною разнообразия процессов катаболизма этих соединений в реальных природных сообществах. Исследования последних лет показали иную организацию систем биодеградации ПАУ у бактерий других филогенетических групп , , i, , , однако они охарактеризованы недостаточно. Исследование микробной деструкции ПАУ имеет как фундаментальное, так и прикладное значение. В то же время это является теоретической базой для создания новых эффективных биотехнологических методов борьбы с загрязнением огружающей среды данными химическими соединениями. Цель и задачи исследования. Основной целью данной работы было изучение деструкции фенантрена и нафталина природными микроорганизмами, выделенными из почв, загрязненных ПАУ. В связи с этим ставились следующие конкретные задачи. Из почв, загрязненных ПАУ, выделить бакгериидеструкюры фенантрена и нафталина и идентифицировать их. Установить биохимические пути катаболизма фенантрена и нафталина. Идентифицировать основные метаболиты биодеградации фенантрена, накапливающиеся в ростовой среде при периодическом культивировании, определить их динамику и оценить возможное токсическое влияние на клетки. Очистить и охарактеризовать фермент, осуществляющий окисление 1гидрокси2нафтоата у одного из деструкторов фенантрена. Изучить природу генетического контроля деструктивной активности штаммов. Оценить стабильность поддержания способности к деградации ГДУ в неселективных условиях у исследуемых микроорганизмов. Охарактеризовать бактериальные плазмиды биодеградации ПАУ. Научная новизна работы. В ходе выполнения настоящей работы впервые получены следующие результаты. Создана коллекция бактерийдесгрукторов фенантрена и нафталина, включающая бактерии родов и i. Показано, что основными интермедиатами биодерадации фенантрена, накапливающимися в ростовой среде являются гидрокси2нафтойная и 2гидрокси1нафтойная кислоты. Описаны штаммы с различными особенностями метаболизма фенантрена рост на фенатрене при периодическом культивировании может происходить с накоплением 1гидрокси2нафтоага, с накоплением 2гидрокси1нафтоата, с накоплением 1гидрокси2нафтоата и 2гидрокси1нафтоата и без накопления интермедиатов. В качестве интермедиатов биодерадации фенантрена впервые описана дигидрокси2нафтойная кислота. Очищена и охарактеризована салицилат гидроксилаза штамма i , отличающаяся от известных ранее ферментов этого класса, и способная катализировать превращение 1гидрокси2нафтоата в 1,2дигидроксинафталин. Описаны новые плазмиды, контролирующие полную или частичную деградацию фенантрена и нафталина. Показано, что плазмиды биодеградации ГАУ большинства штаммов деструкторов проявляют сегрегативную и структурную нестабильность в неселективных условиях. Практическое значение результатов. Полученные данные по широкому распространению способности разрушать ПЛУ среди почвенных микроорганизмов демонстрируют принципиальную возможность биологического разложения данных загрязнителей традиционными методами очистки. Использование выделенных бактерий в качестве деструкторов фенантрена и нафталина было апробировано в модельных почвенных системах и показало их перспективность с точки зрения создания биопрепаратов для очистки локальных загрязнений Пунтус с соавт. Данные о накоплении метаболитов в ходе деградации ПАУ имеют важное значение для прогнозирования процессов разложения этих соединений в природных условиях. Обнаруженные в настоящей работе процессы накопления метаболитов в ходе деградации ПАУ могут служить моделями процессов, происходящих в почвах, морских и речных осадках, поэтому метаболические особенности штаммов должны учитываться при подборе штаммовдеструкторов для создания биопрепаратов.