Деградация этилендиаминтетраацетата аэробными бактериями

• Автор: Капаруллина, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Общая характеристика комплексонов

1.1. Классификации комплексонов

1.2. Важнейшие представители комплексонов

1.3. Комплексообразование АПК

1.3.1. Комплексообразование ЭД ГА

1.3.2. Комплексообразование НТА

1.4. Комплексоны естественного происхождения

1.5. Применение комплексонов

1.6. АПК в окружающей среде

1.6.1. ЭД ГА и 1ГГА в водоемах и донных отложениях
1.6.2. ЭДТА и НТА в грунтовой и питьевой воде
1.6.3. Уровень ЭДТА и НТА в сточных водах
1.6.4. Экологические риски применения хелатов
Глава 2. Разложение аминополикарбоксилатов
2.1. Абиотические методы разложения II
2.2 Рашожение АПК микроорганизмами
2.3. Биохимические пути деградации ЭД ГА и НТА
2.3.1. Деградация НТА
2.3.2. Деградация ЭДТА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 3. Материалы методы
3.1. Объекты исследований
3.2. Культивирование бактерий
3.2.1.ернодическос культивирование
3.2.2. Непрерывное культивирование. рПауксоегат
3.3. Исследование ультраструк гуры клеток
3.4. Определение скорости потребления кислорода
3.5. Изучение культуральных и физиологобиохимичсских свойств
3.6. Получение бесклеточных экстрактов
3.7. Определение активности ферментов
3.8. Определение фосфолипидного состава клеток
3.9. Определение жирнокислотного состава в системе Шерлок
3 Выделение и идентификация изопреноидных компонентов
3 Определение фосфорсодержащих соединений в клетках деструкторов
3 Определение концентрации ЭДТА и биомассы
3 Определение концентрации ионов аммония
3 Определение содержания органических кисло
3 Определение концентрации глюкозы
3 Определение индола
3 Определение аминокислотного состава
3 Выделение ДНК
3 ПЦРамплнфикация и секвеннрование гена Б рРНК
3 ЩРамплификация пНО генов
3 Разработка олигонуклеотидных праймеров для детекции и амплификации
етоА гена
3 Определение нуклеотидного сое гава ДК
3 ДНКДИК гибридизация
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 4. Биоразнообразие и особенности аэробных бактерий деструкторов ЭДТА
4.1. Морфология и физиологобиохимические свойства штаммов
4.2. Потребность штаммов в источниках углерода и энергии
4.2.1. Влияние источника углерода, азота и энергии на рост штамма ЬРМ4
4.2.1.1. Метаболические особенности облигатного деструктора штамма ЬРМ
при росте на смеси с ЭДТА и глюкозой
4.2.2. Влияние органических кисло т на рост штамма ЬРМ4 и деградацию ЭДТА
4.2.3. Влияние органических кислот цикла Кребса и ацетата на эффективность роста штамма ЬРМ4
4.3. Рост штамма ЬРМ4 расти на средах с органическими кислотами и сульфатом аммония
4.4. Влияние температуры на физиологические характеристики роста цпих, Ухх, ц штамма ЬРМ4 на среде с ЭДТА
4.5. Потребности штаммов деструкторов ЭДТА в витаминах
4.6. Антибиотикоуетойчивость деструкторов ЭДТА
Глава 5. Идентификация деструкторов ЭДТА
5.1. Хемо и генотаксономические характеристики и филогенетическое положение
штаммов 4, 0, 6 и
5.2. Описание нового рода iv . v.
5.2.1. Описание iv ii . v.
5.2.2. Описание iv ii . v.
5.3. Хемо и генотаксономическис характеристики и филогенетическое положение
штамма 5
5.3.1. Описание i . v.
Глава 6. Пути первичною и центрального метаболизма ЭДТА у новых
деструкторов
6.1. Экзометаболиты деградации ЭДТА
6.2. Определение активности дыхания
6.3.ути ассимиляции углерода и азота у деструкторов ЭДТА
6.3.1. Первый фермент деградации ЭДТА
6.3.2. Разработ ка системы олигонуклсотидиых праймеров па ЭДТАмонооксигеназу
6.3.2.1. Выбор и конструирование праймеров
6.3.2.2. Проверка праймеров
6.3.3. Активность ферментов метаболизма углерода и азота в бесклеточных экстрактах клеток деструкторов ЭДТА
6.4. Участие оксидазы иминодилцетата в деградации ЭДТА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ ПО
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 0а и Госконтракта . ГЛАВА 1. Возрастающее значение комплексных соединений в различных областях исследований, и особенно в практике, вызвало быстрое развитие химии данных реагентов. Наиболее интересными и перспективными из них являются комплсксопы. Термин комплексоиы предложен в г основоположником исследований этих соединений профессором Цюрихского университета Герольдом Шварценбахом для органических лигандов группы полиаминополиуксусных кислот, содержащих иминодиацетатные фрагменты, связанные с различными алифатическими и ароматическими радикалами , . Позднее было синтезировано большое число аналогичных соединений, включающих вместо ацетатных другие кислотные группы, например алкнлфосфоиовые, алкиларсоноиые и ал кил сульфоновые, а вместо азога фосфор, серу или селен. Определенная аналогия в строении и способность взаимодействовать с большим числом катионов с образованием водорастворимых комплексов позволила распрос транить название комплексоиы и на новые лиганды. В настоящее время этим термином обозначают широкий спектр органических молекул, в состав которых входит большое число основных и кислотных доиорных центров, расположенных таким образом, чтобы при их взаимодействии с катионами металлов замыкались не менее двух циклов, обеспечивающих образование высокоустойчивых комплексных соединений. Простейший представитель комплексонов имииодиацетат ИДА. Нитрнлотриацетат II, этиленднамиитстраацстат ЭДТА и другие полиэтилсниолиаминполиуксусиые кислоты являются его структурными аналогами Дятлова с соавт. Основное свойство комплексонов заключается в способности образовывать комплексы с большинством ионов металлов в водных растворах. При введении комплекеона в раствор, содержащий катион металла, создаются условия для конкуренции между молекулами гидратной оболочки катиона и молекулами внеснного в раствор хелага. Происходит это изза высокой, по сравнению с водой, донорной способности лигандных групп, их стеричсской доступности, а также соответствующего значения раствора. Конкурирующий с водой комплсксобразующий агент удовлетворяет этим требованиям и способен вытеснить из координационной сферы аквакомплскса воду с образованием нового комплексного соединения Бек, . Комплексоны относятся к мультидентатным хелатобразующим реагентам. Название хелат происходит от греческого слова хг, означающего клешня, отсюда ещ одно название этих соединений клешневидные Колоус, IТавличек, . Термин хелат был предложен Морганом для обозначения циклических структур, образующихся в результате присоединения катионов к двум или более донориым атомам, принадлежащим одной молекуле комплексобра зуюшего агента. Одноядерный комплекс состоит из центральною атома иона М и лиганда тин . Многоядерный комплекс содержит большое число центральных ионов тип . Характерной особенностью большинства комплексонов является образование бстаииовой структуры iiI2. Если позволяют пространетаенные условия, поливалентный лиганд может связываться с центрачьным ионом, образуя один или несколько замкнутых металлоциклов Пришбл, Босоло, Яцимирский, . Известно несколько типов классификаций комплсксоиов. Первый тип классификации основан на максимальной потенциальной дентатности Дятлова с соавт. Дентатность число связен, образуемых с центральным ионом атомом и лигандом, или число сайтов, занимаемых каждым лигандом во внутренней сфере комплексного соединения координационная мкость. К тридентатиым комплсксонам относят ИДА, тетрадентатным НТА и гексадентатным ЭДТА. Второй тип классификации базируется па количестве аминных иитрильиых атомов азота, входящих в состав молекулы комплексона. Третий тип классификации комплексонов основан на природе содержащихся функциональных групп карбоксильные, фоефоновыс или гидроксильные. Важнейшие представители ко. К наиболее важным комплексообразующим соединениям относятся синтетические аминополикарбоксилаты АПК ЭДТА, НТА, диэтилентриам и и пентаацетат ДТПА и гидроксиэтилэтилендиаминтриацетат ГЭДТА ii, i, . Структурные формулы синтетических АПК представлены на рис.