III RSZ XENOBIOTIKUMOK MIKROBILIS LEBONTSA XENOS IDEGEN SZINTETIKUS

III. RÉSZ XENOBIOTIKUMOK MIKROBIÁLIS LEBONTÁSA

XENOS = IDEGEN SZINTETIKUS = NEM TERMÉSZETES EREDETŰ Példák: peszticidek, herbicidek, oldószerek, egyes szerves vegyületek Lebontásukra megoldás: - fizikai - kémiai módszerek - biológiai Az 1960 -as évek elején felfedezték, hogy számos talajlakó mikroorganizmus képes a xenobiotikumok bontására Egyféle szennyezés ritkán fordul elő, ált. vegyes hulladék sokféle enzim, mikroorg. szükséges

A biodegradációs eljárásokban legismertebb, leggyakrabban előforduló mikroorganizmusok Pseudomonasok Sphingomonasok Rhodococcusok Bacillusok Sugárgombák Legproblémásabb vegyületek az aromás, valamint halogén elem tartalmú vegyületek Lebontásukra az oxigenáz, dehalogenáz enzimek alkalmasak

OXIGENÁZOK Aromás vegyületek aerob mikrobiális lebontásában – mono- és dioxigenáz enzimek – támadják az aromás gyűrűt I. Monooxigenázok Egy hidroxil csoportot kapcsolnak a molekulához, melyhez O 2 molekulát használnak és elektron donorként NAD(P)H-t II. Dioxigenázok 1. Az aromás gyűrűre oxigént építő 2. Az aromás gyűrűt hasító 1955 Osamuri Hayaishi - felfedezi az oxigenáz enzimeket dioxigenázok H. S. Mason - felfedezi a fenoláz enzimet monooxigenázok 1965 - Irwin Gunsalus - citokróm P 450 bakt. monoox. 1970 David Gibson - aromás szénhidrogén dioxigenázok lebontó útvonalak tanulmányozása 1980 - sok kutatócsoport lebontási útvonalak feltérképezése Ananda Chakrabarty katabolikus plazmid transzfer Pseudomonas törzsek között

DIOXIGENÁZOK 1. A reakcióhoz NAD(P)H-ra is szükség van. Az enzimreakció során a NAD(P)H-t az enzimen levő FAD oxidálja, a FADH 2 kofaktorhoz kapcsolódik az O 2, és egy reaktív hidroxiperoxiflavin tartalmú fehérje képződik. Ez egy reaktív köztiterméken keresztül hidroxilálja az aromás gyűrűt. 2. A gyűrűt hasító enzimek O 2 molekulát használnak a gyűrű hidroxilálásához, ezt követően egy második reakciót katalizálnak, a gyűrű felnyitását. 3. a, orto/intradiol hasító dioxigenázok a két hidroxil csoport között nyitják a gyűrűt 4. b, meta/extradiol hasító dioxigenázok a két hidroxil csoport mellett hasítanak

OCT plasmid CAM plasmid XYL plasmid Mating Strain A CAM/OCT plasmid NAH plasmid Mating Strain B Plasmid recombination Strain C Strain D XYL plasmid NAH plasmid Mating Strain F Strain E XYL plasmid CAM/OCT plasmid Strain G NAH plasmid