Галогенді қосылыстарды тыныс арқылы тотықсыздандыру және қоршаған ортаны тазалаудағы ролі
Halorespiration
Галогенді қосылыстарды анаэробты тыныс алуда пайдалану – Органогалоидты тыныс алу. Бактериялардың ластануды тазалаудағы рөлі, түрлері мен маңызы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Органохалидті тыныс алу (ОХТ) (бұрын галореспирация немесе дегалореспирация деп аталатын) – галогенделген қосылыстарды анаэробтық тыныс алуда соңғы электрон қабылдаушы ретінде пайдалану. Органохалидті тыныс алу микробтық биодеградацияда маңызды рөл атқарады. Ең көп кездесетін субстраттар – хлорланған алифаттар (PCE, TCE, хлороформ) және хлорланған фенолдар. Органохалидті тыныс алатын бактериялардың түрлері өте кең. Бұл қасиет кейбір Campylobacterota, Thermodesulfobacteriota, Chloroflexota (жасыл күкіртсіз бактериялар), төмен G+C грамположитивті Clostridia және ультрамикробактерияларда табылған.
Organohalide respiration (OHR) (previously named halorespiration or dehalorespiration) is the use of halogenated compounds as terminal electron acceptors in anaerobic respiration. Organohalide respiration can play a part in microbial biodegradation. The most common substrates are chlorinated aliphatics (PCE, TCE, chloroform) and chlorinated phenols. Organohalide respiring bacteria are highly diverse. This trait is found in some Campylobacterota, Thermodesulfobacteriota, Chloroflexota (green nonsulfur bacteria), low G+C gram positive Clostridia, and ultramicrobacteria.
Органогалоидты тыныс алу процесі
Органохалидті тыныс алу процесі редуктивті дегалогенирлеу арқылы микроорганизмнің өсуі мен метаболизмін қамтамасыз ету үшін қолданылатын энергияны өндіреді. Галогенталған органикалық қосылыстар терминалды электрон қабылдағыш ретінде пайдаланылады, нәтижесінде олардың дегалогенирленуі жүзеге асырылады. Гидрогенолиз және вициналды редукция – бұл механизмтің анықталған екі процесі. Бұл ферменттердің көпшілігі темір-күкірт (Fe S) кластерлерін және олардың активті орындарында корриноид кофакторын қамтиды. PCE – бұрын құрғақ тазалауда, машиналарды майсыздандыруда және басқа да қолдануларда пайдаланылған алкил еріткіш. Олардың қоршаған ортадағы ластаушы заттар ретінде пайда болуы 1920-1970 жылдар аралығында металлдарды майсыздандыру үшін кеңінен қолданылуына байланысты. Бұл ксенобиотикалық қосылыстар жер асты суларының түбінде жартылай ерімейтін қабаттар – тығыз су емес фазалық сұйықтықтар (DNAPL) құрады, олар резервуар сияқты баяу түрде еріп, TCE және PCE-ні жер асты суларының ең көп таралған ластаушыларының біріне айналдырады. TCE және PCE-ні жер асты суларынан жою үшін қолданылатын әдіс – күшейтілген редуктивті дехлоризация (ERD) арқылы биоремедиация. ERD электрон доноры ретінде ферменттелетін органикалық субстраттармен қатар дегалореспиратор бактерияларын тікелей инъекциялауды қамтиды, ал TCE және PCE екі ластаушы зат ретінде электрон қабылдағыштары болып табылады. Дегенмен, бұл аралық өнімдердің токсикалық деңгейі бастапқы қосылыстардан жоғары. Атап айтқанда, *Dehalococcoides* изоляттары VS және BAV1 винилхлоридті RDазаларды кодтайды, олар VC-ні зиянсыз этенге айналдырады, сондықтан олар PCE және TCE-ні биоремедиациялауда қолданылатын ERD жүйелерінде қажетті түрлер болып табылады.
The process of organohalide respiration, uses reductive dehalogenation to produce energy that can be used by the respiring microorganism to carry out its growth and metabolism. Halogenated organic compounds are used as the terminal electron acceptor, which results in their dehalogenation. Hydrogenolysis and vicinal reduction are the two known processes of this mechanism that have been identified. Most of these enzymes contain iron sulfur (Fe S) clusters, and a corrinoid cofactor at their active sites. PCE is an alkyl solvent that was previously used in dry cleaning, degreasing machinery and other applications. Their presence as environmental pollutants arose from their common industrial use as metal degreasing agents from the 1920s 1970. These xenobiotic compounds tend to form partially insoluble layers called dense non aqueous phase liquids (DNAPLs) at the bottom of groundwater aquifers, which solubilize in a slow, reservoir like manner, making TCE and PCE among the most common groundwater pollutants. A commonly used strategy for the removal of TCE and PCE from groundwater is the use of bioremediation via enhanced reductive dechlorination (ERD). ERD involves in situ injections of dehalorespiring bacteria, among fermentable organic substrates serving as electron donors, while the two pollutants, TCE and PCE, act as the electron acceptors. However, these daughter substrates have higher toxicity profiles than their parent compounds. In particular, Dehalococcoides isolates VS and BAV1 encode Vinyl Chloride RDases, which metabolize VC into innocuous ethene, making them required species in ERD systems used in bioremediation of PCE and TCE.