Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng thích nghi của tính linh động màng tế bào vi khuẩn trong sự hiện diện của các yếu tố stress môi trường — polychlorinated biphenyls và axit 3-chlorobenzoic
Tóm tắt
Chỉ những vi khuẩn có khả năng chịu đựng đủ mạnh đối với các hợp chất độc hại trong môi trường của chúng mới có thể được sử dụng cho quá trình phân hủy sinh học hiệu quả nhằm loại bỏ sự ô nhiễm rộng rãi bởi polychlorinated biphenyls (PCBs). Sự hiện diện của PCBs dẫn đến sự cứng hóa màng tế bào do vi khuẩn kiểm soát. Bốn chủng vi khuẩn phân lập từ đất bị ô nhiễm PCB lâu dài (Alcaligenes xylosoxidans, Pseudomonas stutzeri) và trầm tích (Ochrobactrum anthropi, Pseudomonas veronii) đã được sử dụng để lựa chọn chủng thích nghi nhất với PCBs, tức là với những thay đổi hiệu quả trong axit béo phospholipid màng. PCBs và các sản phẩm phân hủy độc hại của chúng — các axit 3-chlorobenzoic (3-CBA, sản phẩm độc hại nhất) — được thêm riêng biệt vào môi trường lỏng có glucose trong hai bộ thí nghiệm: ở pha trễ và trong pha cố định của sự phát triển vi khuẩn nhằm đánh giá tác động của hóa chất đối với màng tế bào. Tham số chính — sự thay đổi trong thành phần axit béo (trong lipit tổng cộng và phospholipid màng chính phosphatidyletanolamine) đã được nghiên cứu. 3-CBA gây ức chế sự phát triển khi được thêm vào ở pha trễ. Tuy nhiên, khi được thêm trong quá trình sinh trưởng cố định, không có sự ức chế nào được quan sát thấy. Tương tự, sau khi thêm PCBs vào văn hóa phát triển cố định, sự ức chế tăng trưởng không được quan sát thấy với tất cả các chủng được thử nghiệm (ngoài P. stutzeri). Thực tế này chỉ ra tầm quan trọng của thời gian tiếp xúc của vi khuẩn trong giai đoạn phát triển với các chất ngoại lai. O. anthropi và A. xylosoxidans dường như là những vi khuẩn thích nghi tốt nhất với sự hiện diện của PCBs (với sự thích nghi màng đủ), hoạt động dưới các điều kiện bất lợi và có khả năng sống sót trong môi trường ô nhiễm.
Từ khóa
#polychlorinated biphenyls #3-chlorobenzoic acid #vi khuẩn #màng tế bào #thích nghi #phân hủy sinh họcTài liệu tham khảo
Christopherson S.W. & Glass R.L. 1969. Preparation of milk fat methyl esters by alcoholysis in an essentially nonalcoholic solution. J. Dairy Sci. 52: 1289–1290.
Čertík M., Dercová K., Sejáková Z., Finďová M. & Jakubík T. 2003. Efect of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) on the membrane lipids of bacterial cell. Biologia 58: 1111–1117.
Čertík M. & Shimizu S. 2000. Kinetic analysis of oil biosynthesis by arachidonic acid-producing fungus, Mortierella alpina 1S-4. Appl. Microbiol. Biotechnol. 54: 224–230.
Denich T.J., Beaudette L.A., Lee H. & Trevor S.J.T. 2003. Effect of selected environmental and physicochemical factors on bacterial cytoplasmic membranes. J. Microbiol. Methods 52: 149–182.
Dercová K., Vrana B., Baláž Š. & Šándorová A. 1996. Biodegradation and evaporation of polychlorinated biphenyls (PCBs) in liquid medium. J. Ind. Microbiol. 16: 325–329.
Dercová K., Šeligová J., Dudášová H., Mikulášovvá M., Šilharová K. & Hucko P. 2009. Characterization of the bottom sediments contaminated with polychlorinated biphenyls: evaluation of ecotoxicity and biodegradability. Int. Biodeter. Biodegr. 63: 440–449.
Dudášová H., Lukáčová L., Murínová S. & Dercová K. 2012. Effects of plant terpenes on biodegradation of polychlorinated biphenyls (PCBs). Int. Biodeter. Biodegr. 69: 23–27.
Hickey J. 1999. Transformation and fate of polychlorinated biphenyls in soil and sediment, pp. 315–338. In: Adriano D.C., Bollag J.M., Frankenberger W.T. & Sims R.C. (eds), Bioremediation of Contaminated Soil. Soil Science Society of America Inc., USA.
Heipieper H.J., Diefenbach R. & Keweloh H. 1992. Conversion of cis unsaturated fatty acids to trans, a possible mechanism for the protection of phenol-degrading Pseudomonas putida P8 from substrate toxicity. Appl. Environ. Microbiol. 58: 1847–1852.
Heipieper H.J., Meinhardt F. & Segura A. 2003. The cis-trans isomerase of unsaturated fatty acids in Pseudomonas and Vibrio: biochemistry, molecular biology and physiological function of a unique stress adaptive mechanism. FEMS Microbiol. Lett. 229: 1–7.
Heipieper H.J., Weber F.J., Sikkema J., Keweloh H. & de Bont J.A.M. 1994. Mechanisms of resistance of whole cells to toxic organic solvents. Trends Biotechnol. 12: 409–415.
Kočan A., Petrík J., Jursa S., Chovancová J. & Drobná B. 2001. Environmental contamination with polychlorinated biphenyls in the area of their former manufacture in Slovakia. Chemosphere 43: 596–600.
Martínez P., Agulló L. & Hernández M. 2007. Chlorobenzoate inhibits growth and induces stress proteins in the PCBdegrading bacterium Burkholderia xenovorans LB400. Arch. Microbiol. 188: 289–297.
Megharaj M., Ramakrishnan B., Venkateswarlu K., Sethunathan N. & Naidu R. 2011. Bioremediation approaches for organic pollutants: a critical perspective. Environ. Int. 37: 1362–1375.
Mrozik A., Cycoń M. & Piotrowska-Seget Z. 2010. Changes of FAME profiles as a marker of phenol degradation in different soils inoculated with Pseudomonas sp. CF6600. Int. Biodeter. Biodegr. 64: 86–96.
Mrozik A. & Piotrowska-Seget Z. 2010. Bioaugmentation as a strategy for cleaning up of soils contaminated with aromatic compounds. Microbiol. Res. 165: 363–375.
Parnell J.J., Denef V.J., Park J., Tsoi T. & Tiedje J.M. 2010. Environmentally relevant parameters affecting PCB degradation: carbon source- and growth phase-mitigated effects of the expression of the biphenyl pathway and associated genes in Burkholderia xenovorans LB400. Biodegradation 21: 147–156.
Pepi M., Heipieper H.J., Fischer J., Ruta M., Volterrani M. & Focardi S.E. 2008. Membrane fatty acids adaptive profile in the simultaneous presence of arsenic and toluene in Bacillus sp. ORAs2 and Pseudomonas sp. ORAs5 strains. Extremophiles 12: 343–349.
Segura A., Duque E., Msqueda G., Ramos J.L. & Junker F. 1999. Multiple responses of Gram-negative bacteria to organic solvents. Environ. Microbiol. 1: 191–198.
Sikkema J., de Bont J.A.M. & Poolman B. 1995. Mechanisms of membrane toxicity of hydrocarbons. FEMS Microbiol. Rev. 59: 201–222.
Unell M., Kabelitz N., Jansson J.K. & Heipieper H.J. 2007. Adaptation of the psychrotroph Arthrobacter chlorophenolicus A6 to growth temperature and the presence of phenols by changes in the anteiso/iso ratio of branched fatty acids. FEMS Microbiol. Lett. 266: 138–142.
Unterman R., DeFlaun M. & Steffan R. 2000. Advanced in situ bioremediation — a hierarchy of technology choices, pp. 134–145. In: Rehm H.J. & Reed G. (eds) Biotechnology, Environmental Processes II: Soil Decontamination. Wiley-Verlag, Weinheim, Germany.
Weber F.J. & de Bont J.A.M. 1996. Adaptation mechanisms of microorganisms to the toxic effects of organic solvents on membranes. Biochim. Biophys. Acta 1286: 225–245.
Zorádová-Murínová S., Dudášová H., Lukáčová L., Čertík M., Šilharová K., Vrana B. & Dercová K. 2012. Adaptation mechanisms of bacteria during the degradation of polychlorinated biphenyls in the presence of natural and synthetic terpenes as potential degradation inducers. Appl. Microbiol. Biotechnol. 94: 1375–1385.
Zorádová S., Dudášová H., Lukáčová L., Dercová K. & Čertík M. 2011. The effect of polychlorinated biphenyls (PCBs) on the membrane lipids of Pseudomonas stutzeri. Int. Biodeter. Biodegr. 65: 1019–1023.