Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Глава 2. Аналитический обзор литературы
|
|
Одним из наиболее перспективных способов в области деградации загрязняющих веществ является использование микроорганизмов. Преимущество биологических методов деградации ксенобиотиков перед химическими и физическими заключается в том, что данные методы характеризуются относительно небольшим капиталовложением, низким энергопотреблением, способностью к самоподдерживанию и саморегуляции, экологической безопасностью – в большинстве случаев позволяют исключить возможность образования новых загрязнителей. Ряд микроорганизмов, обладающих огромным разнообразием ферментных систем и значительной лабильностью метаболизма, способен полностью трансформировать сложную молекулу токсиканта, либо приводить к ее неполному превращению, в результате чего молекула утрачивает токсичность и становится доступной для других микроорганизмов.
Одними из наиболее перспективных биодеструсторов ксенобиотиков являются ксилотрофные базидиомицеты, отличающиеся высоким содержанием окислительно-восстановительных ферментов, в первую очередь пероксидазы, Mn-пероксидазы, тирозиназы и лакказы.
Лакказа – медьсодержащий фермент класса оксидредуктаз (КФ 1.10.3.2 п-дифенол: кислород оксидоредуктаза), катализирующий окисление широкого круга органических и неорганических субстратов молекулярным кислородом с сопутствующим восстановлением последнего непосредственно до воды, минуя стадию образования пероксида водорода. Лакказа обладает широкой субстратной специфичностью по отношению к различным органическим и неорганическим соединениям, являющимися донорами электронов в ферментативной реакции.
В традиционном понимании, лакказы представяют собой многоядерные медь-содержащие оксидазы и имеют характерную полосу поглощения, близкую к 610 нм, поэтому в литературе их относят к «голубым оксидазам». Другими представителями группы голубых оксидаз являются аскорбатоксидаза, встречающаяся в тканях растений, и церулоплазмин в плазме крови животных [Baldrian, 2006]. Типичные лакказы содержат медь трех типов, один из которых придает им характерный голубой цвет.
В природе функцию этого фермента связывают с деградацией лигнина. Утрата этого фермента микробной культурой приводит к полной потере ее способности окислять фенольные подструктуры лигнина. В присутствии соответствующих редокс-медиаторов лакказа может окислить нефенольные субстраты, что значительно расширяет субстратную специфичность этого фермента. Каталитические и электрокаталитические свойства лакказы дают возможность ее широкого использования в различных сферах.
Наиболее часто в качестве продуцентов лакказы разные авторы предлагают использовать грибы рода Trametes: Trametes gallica [Dong et al., 2005], Trametes gibbosa ( авторы выбирают в числе трех наиболее активных штаммов из 230 испытанных) [Белова и др., 2007], Trametes versicolor [Pedroza et al., 2007; Ryan et al., 2007], Trametes versicolor ATCC 20869 [Thiruchelvam et al., 2007], Trametes versicolor (CBS100.29) [Lorenzo et al., 2002 ], Coriolus versicolor [Kahraman, Yesilada, 2001], субтропические штаммы грибов рода Trametes из Зимбабве: T.cingulata, T. elegans and T. pocas [Tekere et al., 2001], Trametes modesta [Nyanhongo et al., 2002], Trametes trogii [Trupkin et al., 2003]. Для грибов рода Trametes (T.versicolor) показано, что продукция экстрацеллюлярной лакказы составляет у них 95-98 % от общего количества лакказ (внутри- и внеклеточных) [Schlosser et al., 1997 цит. по Baldrian, 2006].Лакказа базидиальных грибов обладает высокой активностью и стабильностью, что делает возможным ее использование для практических целей, в частности, для биодеградации ксенобиотиков [Королева и др., 2002].
Наиболее эффективным способом использования лакказы для биодеградации ксенобиотиков является ее иммобилизация на различных носителях, так как в этот случае возникает ряд преимуществ перед использованием фермента в свободном состоянии [Скрябин, Головлева. 1976]:
· иммобилизованная лакказа легко отделима от реакционной среды, это дает возможность ее повторного использования;
· процесс можно проводить непрерывно, регулируя скорость реакции;
· лакказа не вымывается из реакционного объема;
· возможность регулировать каталитическую активность иммобилизованной лакказы путем изменения свойств носителя действием различных физических факторов.