Деструкция фталевых кислот штаммом Paenarthrobacter sp. SA101, выделенным из сточных вод химического предприятия

Автор: Ястребова О.В., Прохорова А.П., Плотникова Е.Г.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Рубрика: Микробиология

Статья в выпуске: 2, 2023 года.

Бесплатный доступ

Фталевая и терефталевая кислоты (ОФК и ТФК) имеют широкое применение в химической промышленности в качестве пластификаторов для получения полимерных материалов, в связи с чем являются распространенными экополлютантами. Изучена способность штамма Paenarthrobacter sp. SA101, выделенного из образца сточных вод химического предприятия (г. Пермь), к росту в присутствии ОФК и ТФК в высоких концентрациях. Показано, что штамм SA101 способен расти на данных субстратах в концентрациях до 20 г/л, что для представителей рода Paenarthrobacter показано впервые. В средах с ОФК зафиксированы более высокие параметры роста штамма, чем в средах с ТФК: максимальное значение ОП600 (1.64), наиболее высокая удельная скорость роста (0.073±0.003 ч-1) и наименьшая продолжительность лаг-фазы наблюдались в среде с 10 г/л ОФК. При использовании 20 г/л ТФК зафиксирована более высокая удельная скорость роста (0.04±0.002 ч-1) и максимальное значение ОП600 (1.6), однако подготовительная фаза роста была более продолжительной, чем в среде с 10 г/л ТФК. Штамм SA101 способен к утилизации 76% ОФК за 39 ч. и 74.2% ТФК за 71 ч. культивирования при использовании данных субстратов в концентрации 10 г/л. Клетки штамма SA101 содержат плазмиду молекулярной массой ~100 т.п.н. Штамм SA101 является перспективным для разработки биотехнологических методов очистки загрязненных фталатами почв и промышленных стоков.

Еще

Орто-фталевая кислота, терефталевая кислота, рост, утилизация

Короткий адрес: https://sciup.org/147241919

IDR: 147241919   |   DOI: 10.17072/1994-9952-2023-2-172-178

Список литературы Деструкция фталевых кислот штаммом Paenarthrobacter sp. SA101, выделенным из сточных вод химического предприятия

  • Зайцев Г.М., Карасевич Ю.Н. Утилизация 4-хлорбензойной кислоты штаммом Arthrobacter globi-formis // Микробиология. 1981. Т. 50. С. 35-40.
  • Егорова Д.О. и др. Деструкция ароматических углеводородов штаммом Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7, выделенным из отходов соледобывающего предприятия // Прикладная биохимия и микробиология. 2013. Т. 49, № 3. С. 267-278.
  • Малышева А.А., Ястребова О.В., Плотникова Е.Г. Выделение и характеристика штамма-деструктора сложных эфиров фталевой кислоты Paenarthrobacter sp. SA101 // Фундаментальные и прикладные аспекты биоинформатики, биотехнологии и недропользования: сб. статей всерос. науч. конф. с междунар. участием. Пермь, 2021. С. 69-71.
  • Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии. М.: Академия, 2005. 608 с.
  • Ястребова О.В., Малышева А.А., Плотникова Е.Г. Галотолерантные бактерии рода Glutamicibacter - деструкторы терефталевой кислоты // Прикладная биохимия и микробиология. 2022. Т. 58, № 5. С. 476483.
  • Benjamin S. et al. A monograph on the remediation of hazardous phthalates // J. Hazard. Mater. 2015. Vol. 298. P. 58-72.
  • Boll M. et al. Minireview. Microbial degradation of phthalates: biochemistry and environmental implications // Environ. Microbiol. Reports. 2020. Vol. 12(1). P. 3-15.
  • Chen F. et al. High-efficiency degradation of phthalic acid esters (PAEs) by Pseudarthrobacter defluvii E5: Performance, degradative pathway, and key genes // Sci. Total Environ. 2021. Vol. 794 : 10. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.148719. 48719.
  • Dagley S. Catabolism of aromatic compounds by microorganisms // Adv. Microb. Physiol. 1971. Vol. 6. P. 1 -46.
  • Eaton R.W. Plasmid-encoded phthalate catabolic pathway in Arthrobacter keyseri 12B // J. Bacteriol. 2001. Vol. 183. P. 3689-3703.
  • Gao D. et al. An overview of phthalate acid ester pollution in China over the last decade: Environmental occurrence and human exposure // Sci. Total Environ. 2018. Vol. 645. P. 1400-1409.
  • Kallimanis A. et al. Complete genome sequence of Arthrobacter phenanthrenivorans type strain (Sphe3) // Stand. Genomic Sci. 2011. Vol. 4. P. 123-30.
  • Karthik M. et al. Biodegradability enhancement of purified terephthalic acid wastewater by coagulation-flocculation process as pretreatment // J. Hazard. Mater. 2008. Vol. 154. P. 721-730.
  • Liang D.W., Zhang T., Fang H. Phthalates biodegradation in the environment // Appl. Microbiol. Bio-technol. 2008. Vol. 80. P. 183-198.
  • Marko M.A., Chipperfield R., Birnboim H.C. A procedure for the large-scale isolation of highly purified plasmid DNA using alkaline extraction and binding to glass powder // Analit. Biochem. 1982. Vol. 121. P. 382-387.
  • Mihä§an M. et al. Time-dependent analysis of Paenarthrobacter nicotinovorans pAO1 nicotine-related proteome // ACS Omega. 2021. Vol. 6. P. 14242-14251.
  • Ren C. et al. Complete degradation of di-n-butyl phthalate by Glutamicibacter sp. strain 0426 with a novel pathway // Research Square. 2023. doi.org/10.21203/rs.3.rs-2696404/v1.
  • Shariati S. et al. Degradation of dibutyl phthalate by Paenarthrobacter sp. Shss isolated from Saravan landfill, Hyrcanian Forests, Iran // Biodegradation. 2022. Vol. 33. P. 59-70.
  • Stanislauskiene R., Rudenkov M., Karvelis L. Analysis of phthalate degradation operon from Arthrobacter sp. 68b // Biologija. 2011. Vol. 57. P. 45-54.
  • Suwanawat N. et al. Biodegradation of terephthalic acid by Rhodococcus biphenylivorans isolated from soil // Int. J. Environ. Sci. Dev. 2019. Vol. 10. P. 30-33.
  • Wang Z. et al. Environmental health risks induced by interaction between Phthalic Acid Esters (PAEs) and biological macromolecule: A review // Chemosphere. 2023. Vol. 4. 138578. doi: 10.1016/j..138578.
  • Zhang M. et al. Comparative genomic analysis of iprodione-degrading Paenarthrobacter strains reveals the iprodione catabolic molecular mechanism in Paenarthrobacter sp. strain YJN-5 // Environ. Microbiol. 2021. Vol. 23. P. 1079-1095.
  • Zhang X. et al. Purified terephthalic acid wastewater biodegradation and toxicity // J. Environ. Sci. (China). 2005. Vol. 17(5). P. 876-880.
  • Zhang Y.M. et al. Degradation of terephthalic acid by a newly isolated strain of Arthrobacter sp. 0574 // South African J. of Science. 2013. Vol. 109. doi.org/10.1590/ sajs.2013/20120019.
Еще
Статья научная