Учебное пособие - Sfu-kras - Сибирский федеральный ...

5. БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ5.3 Применения биотехнологических методов для очистки газо-воздушных выбросов и деградации ксенобиотиковментов (гидролаз, эстераз, ациламидаз и фосфоэстераз) для проведения первичногогидролиза пестицидов и увеличения степени их последующей биодеградации.Например, с помощью паратионгидролазы из Pseudomonas sp.можно достаточно эффективно удалять остаточный паратион из контейнеровс данным пестицидом, а забуференные растворы данного фермента применяютдля уничтожения разливов паратиона на почвах. На основе иммобилизованныхферментов возможно удаление пестицидов из сточных вод; ферментыприменяют также в виде аэрозолей для удаления пестицидов с промышленныхустановок.Большую опасность для окружающей среды представляют полиароматическиеуглеводороды. Так, полихлорбифенилы (ПХБ) являются очень устойчивымисоединениями, долго присутствующими в окружающей среде врезультате прочной адсорбции биологическими и осадочными породами иплохой миграции. Микроорганизмы не способны глубоко деградировать этисоединения, тем не менее, модифицируют их. Установлена способность микробныхсообществ деградировать промышленные ПХБ с образованием новыхтипов углеводородов, при этом молекулы с низкой степенью хлорированиярасщепляются. Устойчивое полиароматическое соединение бензапиренне минерализуется в системах активного ила, хотя описано несколько микробныхвидов, способных частично его метаболизировать. В ходе деградациибензапирена образуются канцерогенные соединения (гидрокси- и эпоксипроизводные).Также устойчив к деградации полистирол, хотя описано несколькослучаев частичной деградации измельченных автомобильных шин, изготовленныхиз стирол-бутадиеновой резины. Есть сообщения о росте микробногосообщества на стироле, в ходе которого разрушается ингибитор полимеризации4-трет-бутилкатехол, далее происходит свободнорадикальная полимеризациястирола с осаждением образующегося полистирола. Этот полимервпоследствии под воздействием микробного сообщества исчезает изпочвы.Одной из крупнейших групп загрязнителей природы считаются галогенсодержащиексенобиотики, которые характеризуются высокой токсичностьюи плохой деградируемостью. Причина токсичности и устойчивости этих соединенийопределяется наличием в них трудно расщепляемой галогенуглероднойсвязи. Однако, как оказалось, ряд галогенсодержащих соединений– природные образования, представляющие собой метаболиты бактерий, грибов,водорослей. Это определило судьбу отдельных галогенсодержащих соединенийв природе. Наличия данной природной предпосылки для полной деградацииксенобиотика, однако, недостаточно. Для эффективной трансформацииродственного ксенобиотического соединения необходима адаптация микроорганизма,включая его генетическую изменчивость. Длительные исследованияпутей деградации галогенсодержащих ксенобиотиков показали, что дляполучения суперштамма, эффективно разлагающего данные ксенобиотики,нужно модифицировать существующий катаболический механизм деградацииароматических соединений. Идея конструирования катаболических путейпринадлежит Рейнеке и Кнакмуссу, создавшим штамм Pseudomonas, способ- Введение в биотехнологию. Учеб. пособие -137-