Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Биодеградация ароматических соединений анаэробным метаногенным консорциумом

Микрофлора. Исследование культур с помощью фазовоконтрастной и электронной микроскопии показало присутствие в них как обычной микрофлоры в виде палочек и кокков, так и микроорганизмов со специфической морфологией. Для моноциклических субстратов были характерны прямые длинные тонкие микроорганизмы. Другими регулярно встречающимися микроорганизмами были палочки с неровной бугристой поверхностью, покрытой по всей вероятности субстратом. Во многих случаях окраска культур, по всей видимости, была связана с субстратом, прикреплённым к поверхности клеток, о чём косвенно свидетельствует разница оптической плотности между культурой и культуральной жидкостью. В ди-, три- и полициклических культурах регулярно встречающимися микроорганизмами были спириллы.

Метаногенез. Образование культурами метана является важным показателем глубокой деградации циклических соединений анаэробным консорциумом микроорганизмов. Продукция метана во многом зависела от атмосферы, в которой происходило культивирование. На таких субстратах, как нафталин, 4-гидроксибифенил, дифениламин, фенол+сульфаты, фенол (ДАК) образования метана не наблюдалось ни в атмосфере азота, ни в атмосфере водорода.

Для таких субстратов, как фенол, фенилаланин, тирозин, бензоат, сульфосалицилат и уголь (1%) - выделение метана отмечалось как в атмосфере азота, так и в атмосфере водорода, причём на феноле, фенилаланине и бензоате наблюдалась стимуляция метаногенеза водородом. Культуры на феноле с нитратом, феноле (0,3%), резорцине, гидрохиноне, салицилате и ацетилсалицилате продуцировали метан только в атмосфере азота.

На таких моноциклических субстратах как пирогаллол, п-бензохинон, ПАБК; дициклических - таких как нафталинсульфонат, бифенил, аценафтен и флуорен; трициклических - таких как антрацен, фенантрен, АХДС и полициклическом - уголь (0,1%) образование метана происходило только в атмосфере водорода.

Обсуждение. Ароматические соединения играют большую роль в жизни человека. К ним относятся лигнины, таннины, различные фенолы, антибиотики, канцерогены, пестициды, гербициды, красители, горючие ископаемые и многие другие полезные и вредные соединения. Многие из них токсичны и труднометаболизируемы, и в анаэробных условиях могут накапливаться в окружающей среде.

Ароматические соединения в анаэробных условиях могут быть донорами электронов, что определяется в первую очередь условиями среды: в частности наличием в ней сульфатов, нитратов или окисленного железа; так и свойствами микробной популяции. В других обстоятельств ароматические соединения могут быть акцепторами электронов.

За последнее десятилетие достигнут существенный прогресс в понимании анаэробного метаболизма фенолов и некоторых углеводородов, которые раньше считались неметаболизируемыми. Так подробно исследованы пути разрушения фенола при анаэробном метаболизме в микробных клетках и показано, что цетральным интермедиатом является бензоил-КоА. Однако, возможность анаэробного разложения многих ди- и трициклических соединений берётся под сомнение.

В нашей работе на ароматических моноциклических субстратах: фенол, фенилаланин, тирозин, бензоат, сульфосалицилат и уголь(1%) выделение метана отмечалось как в атмосфере азота, так и в атмосфере водорода. Для остальных – наблюдали стимуляция метаногенеза водородом, и только на субстратах феноле (0,3%), резорцине, гидрохиноне, салицилате и ацетилсалицилате продуцировали метан только в атмосфере азота.

На таких моноциклических субстратах как пирогаллол, п-бензохинон, ПАБК; дициклических - таких как нафталинсульфонат, бифенил, аценафтен и флуорен; трициклических - таких как антрацен, фенантрен, АХДС и полициклическом - уголь (0,1%) образование метана происходило только в атмосфере водорода.

Наличие в среде сульфатов и нитратов подавляло метаногенез.

Появление в среде культивирования в качестве промежуточных продуктов гидрохинонов и хинонов может привести к образованию окрашенных аддуктов хингидронового типа. Кроме того, потемнение культур может быть связано с образованием сульфидов под действием сульфат редуцирующих бактерий.

Среди микрофлоры на моноциклике регулярно встречались длиные прямые тонкие и бугристые микроорганизмы. Возможно это адаптивные формы, обусловленные способностью фенолов образовывать водородную связь с белками, а также контактным способом деградации субстратов.

Что касается дициклических ароматических соединений, то в связи их большой экологической значимостью имеется достаточно много работ по их микробной деградации. Однако они связаны в основном с аэробными условиями. В анаэробных условиях деградация нафталина или не происходила или была незначительной. В наших экспериментах лишь 4-гидроксибифенил не образовывал ни метана, ни пигмента. Хотя характерные прямые тонкие клетки в культуре наблюдались. Образование метана, а значит и минерализация дициклических соединений наблюдалась только в атмосфере водорода.

1 2 3