ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биотрансформация галогенсодержащих органических соединений из "Научные основы экобиотехнологии" Доступность молекулы галогенсодержащих соединений для микроорганизмов определяется числом и положением атомов галогена. Сравнительно легко усваиваются моногалогенорганические соединения. Соединения, содержащие два атома галогена, более биостойки, причем соединения с орто-положением двух атомов галогена в ароматическом кольце устойчивее, чем с. меша-положением. [c.377] По способности подвергаться воздействию дегалогенирующих ферментов атом фтора принципиально отличается от атомов хлора и брома, поскольку размер первого ближе к размеру атома водорода. Кроме того, энергия связи всех галогенов с атомом углерода, кроме фтора, ниже, чем связи С-Н. Поэтому фторсодержащие органические соединения наиболее стойкие. В ферментативных реакциях, где размеры атома важнее, чем энергия связи, пути подготовительного метаболизма фторзамещенных соединений и их незамещенных аналогов более сходны, чем при метаболизме хлор- и бромзамещенных соединений. [c.377] В органических соединениях атомы С1 и F обладают электронположи-тельными свойствами, т.е. выступают как акцепторы электронов. Чем больше в молекуле На1-заместителей, тем больше она может акцептировать электроны и тем устойчивее к окислению. Высокохлорированные соединения трансформируются лучше в анаэробных условиях в результате восстановительного дегалогенирования в присутствии субстрата -донора электронов. Биодеградация соединений с невысокой степенью хлорирования, таких как монохлорированные алканы и алкены, хлорбензол, дихлорбензол, хлорированные фенолы, низкохлорированные ПХБ, более эффективна в аэробных условиях. Чем сильнее хлорированы аналоги, тем более они устойчив к деградации в аэробных условиях и более подвержены деградации в анаэробных. [c.377] Подобно восстановлению кислорода до воды или нитратредукции вследствие восстановительного дегалогенирования высвобождается энергия. [c.378] Для обеспечения роста некоторые микроорганизмы могут использовать энергию только восстановительного дегалогенирования при восстановлении 3-хлорбензойной кислоты, а также бромо- и йодобензоатов, трихлорэ-тилена ТХЭ, тетрахлорэтилена (перхлорэтилена ПХЭ), четыреххлористого углерода и др. [c.378] Пути биотрансформации хлорированных этиленов сильно зависят от окислительно-восстановительных условий среды. При этом, как видно из приведенной ниже схемы, чем выше степень хлорирования, тем выше их редокс-потенциал, тем труднее они поддаются окислению и легче восстановлению. [c.379] Полная трансформация от перхлорэтилена ПХЭ и трихлорэтилена ТХЭ до этилена происходит только в восстановительных условиях метанообразования. Если в среде протекает сульфатредукция или восстановление Ре до Ре (менее восстановительные условия) ПХЭ и ТХЭ трансформируются до дихлорэтилена ДХЭ, но не трансформируются до винилхлорида или этилена. В зоне нитратредукции и в аэробной зоне не происходит восстановительного дехлорирования. [c.379] В процессе кометболизма ССЦ и ацетата, в котором донором электронов является ацетат, а акцепторами электронов - нитрат и нитрит, ССЦ удаляется. [c.380] При сочетании анаэробной и аэробной обработки возможна полная деградация устойчивых хлорированных органических растворителей в контаминированных ими средах. [c.380] При микробном разложении хлорированных ароматических субстратов возможны два принципиально различных типа реакций дегалогенирования. [c.380] Раскрытие ароматического кольца через образование хлоркатехо-лов с последующим дегалогенированием на одной из статий подготовительного метаболизма интермедиатов. В этом случае микроорганизмы не способны использовать для роста полихлорированные субстраты. Ряд ферментов, катализирующих реакции этого типа, кодируется генами плазмиды-переносчика (метка Р на схеме). [c.382] Тип II. Дегалогенирование на первом тапе подготовительного метаболизма с последующим расщеплением ароматического кольца, что наблюдается особенно часто при деградации полихлорированных соединений. Микроорганизмы, участвующие в этом процессе, как правило, не способны расти на моно- и дихлорпроизводных. [c.382] В аэробных условиях галогенированные ароматические соединения чаще всего деградируются через 0 / Ш0-расщепление, и после расщепления кольца хлор элиминируется. В анаэробных условиях при сульфатредукции деградация гексахлорбензола протекает последовательно с отщеплением по одному атому хлора только до 1,3-дихлорбензола. Последний способен деградироваться уже в аэробных условиях. При деградации гексахлорбензола в метаногенных анаэробных условиях в качестве конечного продукта образуется 1,4-дихлорбензол. [c.382] Методом накопительных культур из различных почв обычно удается выделить микроорганизмы, окисляющие все три изомера монофторбензой-ной кислоты, но полной минерализации их не наблюдается - в среде накапливаются фтормуконовые кислоты. [c.383] Вернуться к основной статье