پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 43 |
| تعداد شمارهها | 1,638 |
| تعداد مقالات | 13,318 |
| تعداد مشاهده مقاله | 29,873,725 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 11,945,668 |
تجزیه زیستی ترکیبات مورد استفاده در صنایع پتروشیمی توسط باکتری تجزیهکننده تولوئن حاوی سیتوکروم P450 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| زیست شناسی میکروبی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاله 7، دوره 1، شماره 3، آذر 1391، صفحه 61-70 اصل مقاله (479.29 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| سیدمهدی قاسمی* 1؛ افروزالسادات حسینی ابری1؛ گیتی امتیازی2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1دانشجوی دکتری میکروبیولوژی، دانشگاه اصفهان، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2استاد میکروبیولوژی، دانشگاه اصفهان، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقدمه: با توجه به افزایش روزافزون آلایندههایی نظیر هیدروکربنهای آروماتیک و مشکلات زیست محیطی ناشی از انتشار آنها، تجزیهی زیستی و پاکسازی این ترکیبات سمی توسط میکروارگانیسمها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. تولوئن یکی از مواد اصلی موجود در صنایع پتروشیمی و از مواد آلوده کننده رایج محیط زیست است که آثار مخربی بر سلامتی انسان و سایر موجودات زنده دارد. مواد و روشها: در این تحقیق، به منظور جداسازی باکتریهای تجزیه کنندهی تولوئن، از آبهای نواحی مختلف از جمله سواحل دریای خزر و خلیج فارس و همچنین فاضلاب شهری نمونهبرداری انجام شد. سویهای که بیشترین توانایی را در تجزیهی تولوئن داشت، با استفاده از آزمایشهای بیوشیمیایی و مولکولی شناسایی و توالی S rDNA16 آن در بانک ژنی NCBI با عنوان Bacterium Ex-DG74با شماره HQ414235 ثبت شد. در ادامه میزان حذف تولوئن از محیط کشت با استفاده از دستگاه طیف سنج نوری و کروماتوگرافی گازی، فعالیت آنزیمی سیتوکروم P450 و رشد در حضور آلایندههای نفتی و پتروشیمی بررسی شد. نتایج: پس از انجام مراحل غنیسازی در محیط حاوی تولوئن، در حدود 20 سویه جداسازی شد که در بین آنها سویهی جداشده از پساب تصفیهخانه اصفهان توانایی بالایی در تحمل و مصرف تولوئن به عنوان تنها منبع کربن و انرژی داشت. نتایج حاصل از طیف سنج نوری و کروماتوگرافی گازی مشخص کرد که این سویه میتواند تا غلظت (v/v) 25 درصد تولوئن را به خوبی تحمل کند و بیش از 70 درصد از تولوئن (v/v) 1 درصد را به عنوان تنها منبع کربن و انرژی مصرف کند. سویهی Bacterium Ex-DG74 علاوه بر تولوئن توانست در محیطهای حاوی نفت سیاه، نفت سفید، زایلن، نفتالین، اولئیک اسید، استایرن، دیهیدروآبتیک اسید و پلیاکسیاتیلن اکتیلفنلاتر نیز به خوبی رشد کند. بحث و نتیجهگیری: با توجه به نتایج به دست آمده مشخص شد که فعالیت آنزیمی سیتوکروم P450، یکی از عوامل مهم در تجزیهی آلایندههای مختلف توسط Bacterium Ex-DG74است. از این باکتری به علت توانایی رشد در غلظت بالای تولوئن و تجزیهی دامنهی وسیعی از آلایندهها، میتوان به عنوان بذر سلولی در پاکسازی محیطهای آلوده به ترکیبات سمی مختلف استفاده کرد. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| پاکسازی زیستی؛ پساب پتروشیمی؛ تولوئن؛ سیتوکروم P450 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
مقدمه نفت خام و مشتقات آن از راههای مختلف مثل نشت تانکرهای مخصوص حمل و نقل مواد نفتی و همچنین هنگام استخراج از چاهها، محیط زیست را آلوده میکند. آلوده شدن آب و خاک به این مواد سمی میتواند مشکلات جدی برای اکوسیستم منطقه به وجود آورد. تیمار این ترکیبات با روشهای فیزیکی و شیمیایی گران قیمت است اما پاکسازی زیستی علاوه بر آن که ارزانتر و مقرون به صرفهتر است، یک روش سازگار با محیط زیست بوده و امکان معدنی شدن کامل هیدروکربنهای نفتی را فراهم میکند. پاکسازی زیستی یا Bioremediation فرآیندی است که در آن با استفاده از اجزای سلولی یا فعالیتهای متابولیکی میکروارگانیسمها میتوان مواد سمی را از محیط حذف و یا به مواد غیر سمی و بی خطر تبدیل کرد (1- 3). یکی از گروههای اصلی ترکیبات موجود در نفت خام، هیدروکربنهای آروماتیک است که به آنها BTEX نیز گفته میشود. علت این نامگزاری حضور 4 ماده سمی است که عبارتند از: بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن[1]. در بین این ترکیبات، تولوئن که به میزان زیادی در نفت و مشتقات آن وجود دارد به علت سمیت و خاصیت سرطانزایی خود، نگرانیهای زیادی ایجاد کرده است. این ترکیب به میزان زیادی تولید و به عنوان سوخت، حلال و پیشساز موادی مثل پلاستیکها، فیبرهای سنتزی و آفتکشها استفاده میشود (4 و 5). از جمله مواد دیگر موجود در پساب پتروشیمی میتوان سورفکتانتهایی نظیر اولئیک اسید و پلیاکسیاتیلن اکتیلفنلاتر (تریتون X-100) و مواد دیگری مثل تولوئن، استایرن و دیهیدروآبتیک اسید (DHA) را نام برد (6 و 7). با وجود سمیت تولوئن و جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها، تجزیهی زیستی این ترکیب در محیطهای مختلف توسط باکتریهای مختلفی که قادرند از آن به عنوان منبع کربن و انرژی استفاده کنند، دیده شده است. از جمله باکتریهای گزارش شده تجزیه کننده تولوئن میتوان گونههای مختلف جنسهای Bacillus،Pseudomonas،Burkholderia،ExiguobacteriumوRalstonia را نام برد (8- 11). سویههای بومی هر ناحیه به علت سازگاری بیشتر به شرایط آن ناحیه مثل دما، شوری، اسیدیته و غیره، برای تجزیه و حذف مواد آلوده کننده کارآیی بهتری دارند (12). با توجه به اثرات سمی و سرطانزایی تولوئن و اینکه ورود آن به آبهای آزاد و زیرزمینی میتواند زندگی آبزیان، انسان و سایر موجودات را تهدید کند، ضرورت جداسازی میکروارگانیسمهایی که قادر به تجزیه زیستی این ترکیب هستند مشخص میشود. هدف از این تحقیق، جداسازی باکتری تجزیه کنندهی تولوئن و بررسی قدرت متابولیکی آن در مصرف ترکیبات سمی و آلایندههای مختلف بود. در این پژوهش، یک باکتری با توانایی بالا در تجزیه تولوئن از پساب فاضلاب اصفهان جداسازی شد که توانایی مصرف سایر آلایندههای نفتی و صنایع پتروشیمی را نیز داشت.
مواد و روشها نمونهگیری نمونهبرداری از آبهای ساحلی دریای خزر، خلیج فارس و همچنین تصفیهخانه فاضلاب اصفهان انجام شد. برای کاهش احتمال وجود باکتریهای غیر بومی، نمونهها از عمق 15 سانتیمتری در شیشههای درب دار استریل جمعآوری و بر روی یخ به آزمایشگاه منتقل شد. جداسازی باکتری تجزیه کننده تولوئن به منظور جداسازی و خالصسازی باکتریهای تجزیه کنندهی تولوئن، یک میلیلیتر از هر یک از نمونهها به 50 میلیلیتر محیط پایه نمکی موجود در ارلنهای در پیچدار که حاوی 4 گرم KH2PO4، 4 گرم Na2HPO4، 2 گرم NH4Cl، 2/0 گرم MgSO4، 001/0 گرم CaCl2و 001/0 گرم FeCl3در یک لیتر آب مقطر بودند، افزوده شد. تولوئن به میزان یک درصد درون هر یک از محیطها ریخته شد. سپس ارلنها در دمای 28 درجه سانتیگراد گرماگذاری شدند. پس از یک ماه غنیسازی، سویههای تجزیه کنندهی تولوئن با انتقال به محیط تولوئن آگار (حاوی محیط پایه نمکی، تولوئن و آگار) و انکوباسیون در دمای 28 درجه سانتیگراد جداسازی شدند. به منظور حذف سویههای اتوتروف، کلونیهای به دست آمده به محیطهای پایه نمکی حاوی و فاقد تولوئن منتقل شدند. سویههایی که فقط بر روی محیط حاوی تولوئن رشد کردند، برای بررسی بیشتر در محیط حاوی 50 درصد گلیسرول و در دمای منفی 20 درجه سانتیگراد نگهداری شدند (8 و 13). بررسی خصوصیات ظاهری و بیوشیمیایی باکتری خصوصیات ظاهری باکتری تجزیه کنندهی تولوئن، نوع واکنش گرم، رنگ آمیزی اسپور و اسید فاست و همچنین آزمایشهای بیوشیمیایی مختلفی نظیر سنجش آنزیمهای کاتالاز و اکسیداز، احیای نیترات، حرکت، رشد در شرایط هوازی و بی هوازی، دما، اسیدیته بهینه و میزان تحمل به غلظت تولوئن و نمک بررسی شد (14 و 15). شناسایی مولکولی باکتری به منظور شناسایی دقیق باکتری جداسازی شده، از روش مولکولی تکثیر و تعیین توالی S rDNA16 استفاده شد. بدین منظور مقداری از کلونی تازه باکتری را در میکروتیوب حاوی 500 میکرولیتر آب مقطر استریل منتقل کرده و پس از 2 بار شستشو، به مدت 10 دقیقه در آب جوش قرار داده شد. سپس برای حذف ضایعات باکتری، نمونهها در rpm 12000 سانتریفوژ و مایعرویی به عنوان الگو در PCR استفاده شد(16). در این پژوهش، بخشی از توالی S rDNA16 با طولی در حدود 370 جفت باز با کمک پرایمر رفت DG74 با توالی5′-AGG AGG TGA TCC AAC CGC A-3′ مخلوط PCR حاوی 2 میکرولیتر DNA باکتری به عنوان الگو، 5/2 میکرولیتر بافر x10 PCR، 75/0 میکرولیتر MgCl2، 1 میکرولیتر dNTP (10 میلیمولار)، یک میکرولیتر از هر یک از پرایمرها (10 پیکومول) و 3/0 میکرولیتر از آنزیم DNA پلیمراز Taq (U/µL 5) بود. حجم نهایی مخلوط با استفاده از آب دیونیزه دوبار تقطیر به 25 میکرولیتر رسانده شد. واکنش PCR با دناتوراسیون اولیه در 94 درجه سانتیگراد به مدت دو دقیقه برای یک سیکل آغاز شد و با برنامه دمایی به شکل دناتوراسیون در 94 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه، چسبیدن در 60 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه، پلیمریزاسیون در 72 درجه سانتیگراد به مدت 45 ثانیه به تعداد 30 سیکل تکرار شد. واکنش PCR با پلیمریزاسیون نهایی در 72 درجه سانتیگراد به مدت دو دقیقه برای یک سیکل به پایان رسید (18). محصول DNA الگو به همراه نمونه شاهد (حاوی تمام مواد PCR به جز DNA الگو) و نشانگر اندازه DNA، بر روی ژل آگاروز 5/1 درصد حاوی اتیدیوم بروماید و بافر TBE[2] به مدت 90 دقیقه در ولتاژ 80 ولت الکتروفورز شد و توسط دستگاه ژل داکیومنتاسیون (Biometra ساخت آلمان) با تابش اشعهی ماورای بنفش مشاهده شد. تعیین توالی نوکلئوتیدی ژن S rDNA16 توسط شرکت Eurofin آلمان انجام شد. بررسی میزان رشد و تجزیه تولوئن با استفاده از طیف سنج نوری ابتدا غلظتی معادل با 5/0 مک فارلند از باکتری در محیط پایه نمکی تهیه شد و 10 میکرولیتر از آن به 10 میلیلیتر محیطهای کشت حاوی 1 درصد تولوئن افزوده شد. پس از گرماگذاری در دمای 28 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت، میزان رشد باکتری با استفاده از دستگاه طیف سنج نوری (Shimadzu ساخت ژاپن) در طول موج 600 نانومتر بررسی شد. سپس به منظور تعیین میزان تولوئن باقیمانده در محیط کشت، ابتدا سوسپانسیون سلولی به مدت 20 دقیقه در rpm 6000 سانتریفوژ شد. به مایع رویی یک میلیلیتر هگزان اضافه و به شدت تکان داده شد تا تولوئن موجود در محیط کشت در هگزان حل شود. در پایان، از فاز رویی که حاوی هگزان و تولوئن است برای اندازه گیری میزان تولوئن در طول موج 262 نانومتر استفاده شد. از محیط کشت حاوی تولوئن و فاقد باکتری به عنوان شاهد استفاده شد. همچنین تعیین میزان رشد و تحمل باکتری نسبت به غلظتهای 5 تا 25 درصد تولوئن، به همین شکل انجام شد(13). بررسی تجزیهی تولوئن با دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) پس از بررسی تجزیهی تولوئن با روش طیفسنجی، برای تأیید نتایج، میزان تجزیه تولوئن توسط سویه جداسازی شده با استفاده از کروماتوگرافی گازی (Avondale ساخت آمریکا) مجهز به آشکار کننده یونیزاسیون شعلهای[3] (FID) و ستون HP1 اندازهگیری شد. برنامه دمایی GC به این شکل تنظیم شد: درجه حرارت ستون از 60 تا 130 درجه سانتیگراد (با سرعت 7 درجه سانتیگراد در دقیقه)، دمای تزریق کننده 220 درجه سانتیگراد و دمای آشکار کننده 240 درجه سانتیگراد. از گاز هلیوم با فشار psi 34 به عنوان گاز حامل استفاده شد. از محیط کشت حاوی تولوئن و فاقد باکتری به عنوان شاهد استفاده شد. بررسی فعالیت آنزیمی سیتوکروم P450 برای آمادهسازی توده سلولی، کشت 24 ساعته از سویهی مورد نظر در محیط حاوی تولوئن تهیه شد. پس از سانتریفیوژ در rpm 6000 به مدت 10 دقیقه، به منظور شکستن غشای توده سلولی با استفاده از دستگاه فراصوت (HielscherUP200H ساخت آلمان)، سلولها در 4 فاصله زمانی مختلف، هر بار 30 ثانیه در معرض امواج فراصوت (دوره 5/0 و دامنه 40 درصد) قرار گرفتند. پس از سانتریفیوژ مجدد، 200 میکرولیتر از مایع رویی که حاوی سیتوکروم P450 است به لوله آزمایشی که حاوی یک میلیلیتر از هر کدام از محلولهای بافر سنجش (300 میلیمولار بافر فسفات پتاسیم (8/7 اسیدیته) حاوی 1/0 میلیمولار EDTA)، بافر رقیقکننده آنزیمی (300 میلیمولار بافر فسفات پتاسیم (8/7 اسیدیته) حاوی 1/0 میلیمولار EDTA و 5/0 میلیگرم در میلیلیتر آلبومین سرم گاوی) و سوبسترا (500 میکرومولار فریسیانید پتاسیم در 50 میلیمولار تریس اسیدکلریدریک با 2/7 اسیدیته) بود، افزوده شد. نمونه شاهد منفی هر سه محلول را شامل میشود اما فاقد عصارهی سلولی است. مقدار کاهش جذب نمونه در 430 نانومتر پس از نیم ساعت قرار گرفتن در دمای 28 درجه سانتیگراد، دلالت بر فعالیت سیتوکروم P450 و احیای فریسیانید پتاسیم دارد (19). از سویه PG-3 Acinetobacter که در مطالعات قبلی جداسازی شده بود به عنوان شاهد مثبت استفاده شد (20). بررسی رشد باکتری در حضور سایرآلایندههای نفتی پس از تهیه 5/0 مک فارلند از سویهی مورد آزمایش، به میزان 5 میکرولیتر از سوسپانسیون میکروبی به 5 میلیلیتر محیط کشت پایه نمکی حاوییک درصد نفت سیاه، نفت سفید، زایلن و 5 میلیگرم نفتالین به عنوان تنها منبع کربن و انرژی افزوده و بیشترین میزان رشد باکتری پس از گرماگذاری در دمای 28 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت در طول موج 600 نانومتر در مقایسه با شاهد تعیین شد. بررسی رشد باکتری در حضور آلایندههای موجود در پساب پتروشیمی 5 میکرولیتر از سوسپانسیون میکروبی با غلظتی معادل با 5/0 مک فارلند به 5 میلیلیتر محیط کشت پایه نمکی حاوی یک درصد اولئیک اسید، استایرن، دیهیدروآبتیک اسید و پلیاکسیاتیلن اکتیلفنلاتر به عنوان تنها منبع کربن و انرژی افزوده شد. بیشترین میزان رشد باکتری پس از 24 ساعت گرماگذاری در دمای 28 درجه سانتیگراد توسط طیف سنج نوری در 600 نانومتر در مقایسه با شاهد بررسی شد.
نتایج جداسازی و شناسایی پس از انجام نمونهگیری از آبهای مختلف و غنیسازی در محیط پایه نمکی حاوی تولوئن، حدود 20 سویه باکتریایی تجزیه کننده تولوئن جداسازی شدند که در میان آنها سویهی به دست آمده از پساب تصفیه خانهی فاضلاب اصفهان (سویه ww) بالاترین توانایی را در مصرف تولوئن به عنوان تنها منبع کربن و انرژی از خود نشان داد. جدول 1 ویژگیهای ظاهری، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی این باکتری را نشان میدهد.
جدول 1- خصوصیات ریختشناسی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی باکتری
شکل 1 الکتروفورز محصول PCR با طولی حدود 370 جفت باز را بر روی ژل آگاروز نشان میدهد. توالی S rDNA16 حاصل از واکنش PCR این باکتری پس از تعیین ترادف، با عنوان Bacterium Ex-DG74 و با شماره HQ414235 در بانک ژنی NCBI ثبت شد. شکل 1- باند S rDNA16 حاصل از PCR بر روی ژل آگاروز 5/1 میزان رشد و تجزیه تولوئن: بر اساس نتایج حاصل از طیف سنج نوری بیشترین میزان رشد (71/0OD=) و تجزیه تولوئن (79 درصد) پس از 24 ساعت گرماگذاری در دمای 28 درجه سانتیگراد مشاهده شد. بررسیهای انجام شده توسط GC و مقایسه ارتفاع پیکهای به دست آمده (در زمان 13/8 دقیقه) از نمونه اصلی (9/454 [pA]=) و نمونهی شاهد
جدول 2- حداکثر میزان رشد و تجزیهی تولوئن توسط باکتری
از آنجایی که تولوئن به عنوان تنها منبع کربن و انرژی در محیط کشت بود، باکتری در محیط فاقد تولوئن رشدی نداشت. بررسی میزان رشد در غلظتهای مختلف تولوئن مشخص کرد که مناسب ترین غلظت برای رشد بهینهی باکتری 1 تا 5 درصد است. همانطور که در شکل 2 مشاهده میشود، Bacterium Ex-DG74قادر است تا غلظت 25 درصد تولوئن را تحمل کند. شکل2- اثر غلظت تولوئن بر رشد باکتری
فعالیت سیتوکروم P450 همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، Bacterium Ex-DG74توانست مانند کنترل مثبت جذب نوری را در طول موج 430 نانومتر کاهش دهد که بیانگر فعالیت سیتوکروم P450 و احیای فریسیانید پتاسیم است.
شکل 3- کاهش جذب نوری در نتیجه فعالیت سیتوکروم P450 باکتری
رشد در حضور آلایندههای نفتی و پتروشیمی با توجه به نتایج، Bacterium Ex-DG74 قادر است بر روی دامنه وسیعی از آلایندههای نفتی و پتروشیمی به عنوان تنها منبع کربن و انرژی رشد کند (شکل 4). همانطور که در شکل 4 مشاهده میشود، این سویه توانایی بیشتری در رشد بر روی آلایندههای نفتی از خود نشان داد.
شکل 4- میزان رشد باکتری بر روی آلایندهای نفتی و پتروشیمی در مقایسه با میزان رشد بر روی محیط حاوی تولوئن و نوترینت براث
بحث و نتیجه گیری با توجه به اینکه کشور ما در مجاورت خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر قرار دارد، حمل و نقل، جابهجایی، تخلیه و بارگیری فرآوردههای مختلف نفتی مانند حلالها، موادپتروشیمیایی و بسیاری دیگر از محصولات نفتی یکی از منابع مهم آلودگی سواحل دربنادر محسوب میشود. از این رو آلودگی آبها به مشتقات نفتی از معضلهای اساسی است. با وجود سمیت تولوئن برای موجودات زنده، تجزیه تولوئن در محیط زیست توسط میکروارگانیسمهای مختلف انجام میشود (8). از اینرو، میکروارگانیسمها و بویژه باکتریها به علت داشتن قدرت متابولیکی بالا و در نتیجه تطابق سریع با محیط اطراف خود، برای حذف آلایندههای زیست محیطی مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند (21). در مطالعه حاضر، باکتری تجزیه کنندهی تولوئن، Bacterium Ex-DG74، از پساب تصفیهخانهی اصفهان جداسازی شد. ورود این سویه در پساب تصفیهخانه میتواند نشانه وجود آلایندههای نفتی و ورود پسابهای حاوی تولوئن کارخانهها در این محیط باشد. در مقایسه با مطالعاتی که در گذشته در زمینه تجزیهی تولوئن انجام شده، این باکتری توانایی بالایی در تحمل و تجزیهی تولوئن و سایر آلایندههای پتروشیمیایی دارد (22 و 23). بر اساس مطالعه وانگ[iv] و همکاران سویههای تجزیه کننده تولوئن LJ8 (Exiguobacterium gaetbuli) و JB5 (Bacillus mojavensis)قادرند به ترتیب غلظت 10 و 15 درصد تولوئن را تحمل کنند (8). همچنین در مطالعه دیگری که بر روی سویههای Bacillus pumilusانجام شده، میزان حذف تولوئن فقط 25 درصد گزارش شده است (24). توانایی ایجاد کدورتی با جذب نوری بیش از 7/0 در محیط تولوئن براث، قابلیت تجزیه بیش از 70 درصد از تولوئن موجود در محیط کشت در مدت 24 ساعت، قدرت تحمل غلظت 25 درصدی تولوئن و همچنین رشد بر روی دامنهی وسیعی از ترکیبهای سمی نفتی و پتروشیمی، این سویه را در مقایسه با سایر سویهها منحصر به فرد کرده است. مطالعاتی که در گذشته بر روی این باکتری انجام شده است نشان میدهد که Bacterium Ex-DG74 قادر است به میزان زیادی آنزیمهای پراکسیدازی نظیر کاتالاز و لاکاز تولید کند (13). با توجه به نتایج به دست آمده، به نظر میرسد که توانایی بالای این سویه در پاکسازی زیستی آلایندههای مختلف علاوه بر وجود آنزیمهای پراکسیدازی به علت فعالیت سیتوکروم P450 است. سیتوکروم P450 پروتئین آهنداری است که در سلسلهی گیاهی، جانوری، قارچها و باکتریها وجود دارد و به عنوان یک مونواکسیژناز انتهایی در زنجیره انتقال الکترون، در سمیتزدایی نقش به سزایی ایفا میکند (25). سیتوکروم P450 باکتریایی محلول است ولی نوع یوکاریوتی آنها متصل به غشاست که این امر خالصسازی آنزیمهای باکتریایی را راحتتر میکند. سیتوکروم P450 دارای کاربردهای متعددی است از جمله سیستمی برای متابولیزهکردن ترکیباتی از قبیل ترپنها و آلکانهاست که از این سیستم میتوان در تجزیهی پسابهای آلی و آلایندهها به خوبی استفاده کرد. بنابراین، این پروتئین با فعالیت اکسیژنازی خود از عوامل مهم در تجزیهی حلالهایی مانند تولوئن و سورفکتانتهایی نظیر اسید اولئیک و غیره محسوب میشوند (26). در این پژوهش، سویهی BacteriumEx-DG74 به عنوان یک گزینهی مناسب برای پاکسازی زیستی محیطهای آلوده به مواد نفتی و پساب پتروشیمی معرفی شد. بر اساس مطالعات قبلی و یافتههای این پژوهش به نظر میرسد آنزیمهای لاکاز و کاتالاز و همچنین سیتوکروم P450 نقش مهمی در تجزیهی آلایندههای مختلف توسط این باکتری ایفا میکنند. بنابراین به علت توانایی رشد در غلظت بالای تولوئن و تجزیهی دامنه وسیعی از آلایندهها، از این باکتری میتوان به عنوان بذرسلولی در پاکسازی محیطهای آلوده به ترکیبهای سمی مختلف استفاده کرد.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
References (1)Dua M, Singh A, Sethunathan N, Johri AK. Biotechnology and bioremediation: successes and limitations. Appl Microbiol Biotechnol 2002; 59(2-3): 143-52. (2)Paul D, Pandey G, Pandey J, Ain RK. Accessing microbial diversity for bioremediation and environmental restoration. Trend Biotechnol 2005; 23(3): 135-42. (3)Kuiper I, Lagendij EL, Bloemberg GV, Lugtenberg BJJ. Rhizoremediation: A beneficial plant-microbe interaction. Mol Plant-Microbe Interact 2004; 17(1): 6-15. (4)Chapelle FH. Bioremediation of petroleum hydrocarbon-contaminated ground water: The perspectives of history and hydrology. Ground Water 1999; 37(1): 122-32. (5)Zilli M, Del Borghi A, Converti A. Toluene removal vapor in a laboratory-scale biofilter. Appl Microbiol Biotechnol 2000; 54(2): 248-54. (6)Frigon JC, Stephenson R, Larab´ee S, Guiot S. Biotreatment of resin acid by a coupled anaerobic/aerobic integrated system. Pulp Pap Can 1999; 100(5): 131-4. (7)Shackelford WM, Keith LH. Frequency of organic compounds identified inwater,EPA 600/4-76-062. NTIS No. PB-265470, U.S. Environmental ProtectionAgency, Office of Research and Development, Environmental Research Laboratory, Athens, GA, 1976. (8)Wang L, Qiao N, Sun F, Shao Z. Isolation, gene detection and solvent tolerance of benzene, toluene and xylene degrading bacteria from nearshore surface water and Pacific Ocean sediment. Extremophiles 2008; 12(3): 335-42. (9)Newman LM, Wackett LP. Purification and characterization of toluene 2-monooxygenase from Burkholderia cepacia G4. Biochemistry 1995; 34(43): 14066-76. (10) Olsen RH, Kukor JJ, Kaphammer B. A novel toluene-3-monooxygenase pathway cloned from Pseudomonas pickettii PKO1. J Bacteriol 1994; 176(12): 3749-56. (11) Whited GM, Gibson DT. Toluene-4-monooxygenase, a three-component enzyme system that catalyzes the oxidation of toluene to p-cresol in Pseudomonas mendocina KR1. J Bacteriol 1991; 173(9): 3010-6. (12) Farhadian M, Duchez D, Vachelard C, Larroche C. BTX removal from polluted water through bioleaching processes. Appl Biochem Biotechnol 2008; 151(2-3): 295-306. (13) Hosseini Abari A, Emtiazi G, Ghasemi SM. The role of exopolysaccharide, biosurfactant and peroxidase enzymes on toluene degradation by bacteria isolated from marine and wastewater environments. Jundishapur J Microbiol 2012; 5(3): 479-85. (14) Slepecky RA, Hemphill HE. The genus Bacillus. In: Dworkin M, Falkow S, Rosenberg E, Schleifer KH, Stackbrandt E, editors. The prokaryotes. 3rd ed. New York: Springer; 2006. (15) Hosseini Abari A, Emtiazi G, Ghasemi SM, Roghanian R. Isolation and characterization of a novel toluene-utilizing bacterium exhibiting potential application in bioremediation. Jundishapur J Microbiol 2013;)in press( (16) Li S, Qu Y, Hu D, Shi Y. Comparison of extended spectrum β-lactamases-producing Escherichia coli with non-ESBLs-producing E.coli: drug-resistance and virulence. World J Emerg Med 2012; 3(3): 208-12. (17) Greisen K, Loeffelholz M, Purohit A, Leong D. PCR Primers and probes for the 16S rRNA gene of most species of pathogenic bacteria, including bacteria found in cerebrospinal fluid. J Clin Microbiol 1994; 32(2): 335-51. (18) Bickley J, Short JK, McDowell DG, Parkes HG. Polymerase Chain Reaction (PCR) detection of listeria monocytogenes in diluted milk and reversal of PCR inhibition caused by calcium ions. Lett Appl Microbiol 1996; 22(2): 153-8. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,945 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,007 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||