Биодеградация дихлорметана аэробными метилобактериями

• Автор: Торгонская, Мария Леонидовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Дихлорметан антропогенным пол л юта пт из класса галометанов

Глава 2. Микробная деградация дихлорметана

2.1. Особенности биологии аэробных метилотрофных бактерий

2.2. Аэробные метилобактсрии деструкторы дихлорметана Глава 3. Минерализация дихлорметана аэробными метнлоблктеринми

3.1. Энзимологические и генетические аспекты дегалогенирования ДХМ

3.2. Адаптация аэробных метилобактсрии к минерализации дихлорметана

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 4. Материалы и методы

4.1. Объекты исследований
4.2. Культивирование бактерий
4.3. Исследование ультраструктуры клеток
4.3.1. Получение ультратонких срезов бактериальных клеток и электронная микроскопия
4.3.2. Рентгеновский микроанализ элементною состава компартмешов клеток
4.4. Определение фосфолишшного состава клеток
4.5. Определение состава жирных кислот
4.6. Определение аминокислотного состава
4.7. Определение активности глутатионредуктазы
4.8. Определение концентрации ионов хлора
4.9. Очистка дихлорметандегалогеназ
4.9.1.1Получение бесклеточных экстрактов
4.9.2. Высокоскоростная жидкостная хроматография
4 Определение активности дихлорметандегалогеназ
4 Фракционирование изотопов ,2Л1С и С1 при биодеградации ДХМ
41. Условия эксперимента
42. Определение изотопного состава дихлорметана и СОг
43. Определение доли потребления дихлорметана
4 Влияние ингибиторов электронного транспорта ка биодеградацию ДХМ
4 Адаптация клеток деструкторов к присутствию ионов хлора в среде
41. Оценка длительности лагпериода в потреблении ДХМ при адаптации к ионам хлора в среде
42. Влияние стрессоров на длительность лагпериода в потреблении ДХМ
43. Определение времени начала экспрессии дихлорметандегалогеназ
4 Денатурирующий гельэлектрофорез белков в ПАА1
4 Оценка выживаемости клеток мстилобактсрий
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 5. Структурнофункциональная модификация клеток деструкторов при деградации ДХМ
5.1. Изменения состава жирных кислот и фосфолипидов клеток
5.2. Морфология и ультрасгрукчура метилобактсрий в присутствии ионов СГ
5.3. Изменения состава аминокислот клеток и активности глутатионредуктазы Глава 6. Механизмы транспорта ДХМ у деструкторов
6.1. Сравнительный анализ динамики потребления и дегалогеиирования ДХМ
6.2. Фракционирование изотопов ,2С и 3С1 при биодеградации ДХМ
6.3. Оценка энергозависимости процесса биодетрадации ДХМ Глава 7. Адаптация деструкторов ДХМ к внутриклеточной продукции СГ
7.1. Экскреция ионов СГ деструкторами при дегалогенировании ДХМ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Виноградского РАН Москва, , , конференции молодых ученых Современная биотехнология защите окружающей среды Пущино, , международном симпозиуме I vi i Лейпциг, , российской школеконференции молодых ученых Экотоксикология современные биоаналитические системы, методы и технологии Пущино, , 2м Байкальском микробиологическом симпозиуме с международным участием I Микроорганизмы в экосистемах озер, рек, водохранилищ Иркутск, , Генеральной ассамблее Европейскою Союза Геофизических Исследований i i iii Вена, Австрия, , Гордоновской научной конференции i ii i Лыопстои, США, , IVй межрегиональной конференции молодых ученых Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой Саратов, . По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и тезисов. Диссертация изложена на 0 стр. Автор искренне признателен сотрудникам, способствовавшим выполнению данной диссертационном работы к. Сузином Н. Сорокину В. В. Институт микробиологии им. С.II. Виноградского РАН, г. Москва за проведенный рентгеновский микроанализ ультратонких срезов, Лысанской В. Я. за помощь в определении аминокислотного состава клеток, д. Осипову Г А. Академическая группа акад. Исакова Ю. Ф., РАМН, г. Москва за анализ профилей жирных кислот, д. Зякуну А. М. и дру Рпхнову Г. . Группа изотопной биогеохимии центра исследований окружающей среды , г. Лейпциг, Германия за помощь в массспектромстричсских исследованиях, проф. Вейюмье С. Университет Луи Пастера, г. Страсбург, Франция, а также всем сотрудникам лаборатории радиоактивных изотопов ИЬФМ РАН, г. Пущино, i i, ii iii Университет Луи Пастера, г. Страсбург, Франция и Центра исследований окружающей среды г. Лейпциг, Германия. Особую благодарность автор выражает своим наставникам и учителям д. Троценко К А. Дорониной Н. В. за постоянное внимание и поддержку. ГЛАВА 1. , Вг, I или . . , . i . i, , . ii . i . . , . i . С , . Ксспе . Iiv, , i, Дембицкий, Толстпкоп, . Олнако пока нет экспериментальных данных, подтверждающих эту гипотезу Кееис . Поскольку в водных системах период полураспада ДХМ составляет до 0 лег, а в атмосфере дней, он считается одним из основных зарязнителен воды и атмосферы . , , i ii, i, V , , i . Относительно короткое время разрушения СНоСЬ в атмосфере 6 мес. СО, I и Н i ii, . При этом СО и НС1 имеют геохимическое происхождение, а вклад ДХМ в глобальные уровни этих газов может быть незначггтельным i, . Кроме того, не доказательств вклада ДХМ в продукцию озона в нижних слоях атмосферы и формирование фотохимического смога i ii, . Малое поглощение 2I2 инфракрасного излучения также свидетельствует о незначительной роли ДХМ в процессе глобального потепления , , . Высокая токсичность ДХМ для млекопитающих, напротив, становится весьма актуальной проблемой. Показано, что этот мутаген вызывает образование опухолей печени и легких у мышей и крыс, а также оказывает канцерогенный эффект на эритроциты, печень и почки человека , i . . . В результате проведенных тестов, ДХМ отнесен к человеческим канцерогенам i xi , . Обнаружено, что длительный контакт персонала с С2С приводил к различным профессиональным заболеваниям. Показано также, что при концентрации ДХМ мгл происходило нарушение биологического режима водоемов i, V , . В целом, интенсивное промышленное производство и использование персистентных галометанов привело к их накоплению в окружающей среде. Отрицательным следствием этого является мутагенное и канцерогенное действие галометанов на живые организмы, а также истощение озонового слоя. Учитывая это, галометаны отнесены к категории веществ повышенной биоопасиости, а их производство, согласно Монреальскому протоколу, рекомендовано сократить i, i, . Другой превентивной мерой может быть разработка новых способов и технологии биодеградации галометанов на основе активных штаммов и соответствующих фер. i, i, i, , i . , ii, .