Продукты биодеградации

Биодеградация органических соединений, загрязняющих окру- жающую среду, оправдана только в том случае, если в результате происходит их полная минерализация, разрушение и де токсикация если же биохимическая модификация этих соединений приводит к повышению их токсичности или увеличивает время нахождения в среде, она становится не только нецелесообразной, но даже вредной. Детоксикация загрязняющих среду веществ может быть достигнута путем всего одной модификации структуры. Судьба ксенобиотика зависит от ряда сложным образом взаимосвязанных факторов как внутреннего характера (устойчивость ксенобиотика к различным воздействиям, растворимость его в воде, размер и заряд молекулы, летучесть), так и внешнего (pH, фотоокисление, выветривание). Все эти факторы будут определять скорость и глубину его превращения. Скорость биодеградации ксенобиотика данным сообществом микроорганизмов зависит от его способности проникать в клетки, а также от структурного сходства этого синтетического продукта и природного соединения, который подвергается естественной биодеградации, В удалении ксенобиотико из окружающей среды важную роль играют различные механизмы метаболизма, [c.284]

Каждая глава завершается подробным резюме и списком вопросов для повторения. Мы надеемся, что это поможет усвоить прочитанное. Все ключевые идеи иллюстрируются тщательно подобранными цветными рисунками (всего их более 200) мы убеждены, что один рисунок может сказать больше, нежели тысяча слов. Гл. 1 знакомит читателя с основами молекулярной биотехнологии и некоторыми коммерческими аспектами, а следующие пять глав (гл. 2-6) — с ее методологией. Все вместе эти главы подготовят читателя к восприятию материала всех последующих глав. В гл. 7-12 части II рассмотрены способы получения ценных метаболитов, вакцин, лекарственных веществ и продуктов, использующихся для диагностики, а также методы биодеградации удобрений и пестицидов. В гл. 13 описаны способы крупномасштабного культивирования генетически измененных микроорганизмов с целью получения коммерческих продуктов. Часть. III посвящена молекулярной биотехнологии растений и животных (гл. 14 и 15). Гл. 16 и 17 знакомят читателя с применением технологии рекомбинантных ДНК для идентификации генов человека, ответственных за развитие некоторых заболеваний, и подходами к генной терапии. В последней, IV части рассмотрены вопросы регламентации исследований в области молекулярной биотехнологии, оформления патентов на различные продукты и изобретения. [c.10]

Интересно отметить, что, несмотря на пиролиз, концентрация высокомолекулярных нормальных алканов в нефтях, полученных из асфальтенов, не уступает содержанию тех же углеводородов в нативных нефтях типа A . Можно предположить, что относительная величина содержания парафиновых цепей в асфальтенах различных нефтей (как продуктов, менее всего подвергшихся биодеградации) может быть использована в качестве дополнительного критерия определения фациального (генетического) типа нефтей. Например, асфальтены, выделенные из древних нефтей Восточной Сибири, исходное вещество которых заведомо было морского происхождения, не содержали в своем составе парафиновых цепей длиннее, чем В то же время асфальтены мезозойских нефтей Западной Сибири имели в своем составе парафиновые цепи вплоть до С40, что указывает на присутствие в исходном органическом веществе остатков высшей растительности. [c.249]

Хотя было известно, что биодеградация растительных отходов может препятствовать развитию растений [497 498], Харпер и Линч 499] высказали предположение о том, что существует определенная взаимосвязь между прорастанием зерен и деятельностью микроорганизмов. Эти исследователи провели детальный анализ условий, используемых для изучения взаимодействия непатогенных микроорганизмов с семенами и ростками ячменя. Ячменные зерна проращивались в присутствии микроорганизмов или их метаболитов в условиях, которые были наи-лучшими для роста ячменя. Частично их исследование заключалось в использовании в качестве добавки раствора продуктов биодеградации соломы, содержащих 15 ммоль уксусной, 4 ммоль пропионовой и 1 ммоль масляной кислоты [493]. Прорастание, рост корней и побегов ячменя ингибировались этим раствором. [c.260]

Лучшие результаты в этом плане могут быть получены при термолизе асфальтенов. Однако в этом случае моделируются уже не процессы химической эволюции нефтей, а скорее процессы образования нефтей из керогена, который близок но составу к нефтяным асфальтенам. Интересно, что асфальтены как продукты, мало подверженные процессам биодеградации, обычно содержат достаточное количество длинных алифатических цепей как нормального, так и изопреноидного типов строения (см. далее). [c.231]

Результаты исследования, приведенные на рис. 88, показали, что пиролиз асфальтенов нефтей типа Б действительно позволяет реконструировать химический облик исходной нефти, не подвергшейся процессу биодеградации Эта реконструкция хорошо видна при сопоставлении унифицированных хроматограмм продуктов пироли- [c.247]

С целью дальнейшего увеличения качества продукта (8)-ЭОБ полученного с помощью биомассы штамма 80-11, был разработан метод доочистки продукта путем энантиоселективной биодеградации R-примесей. Деградацию (5)-Э0Б осуществляли путем обработки [c.57]

Актуальность темы. Многие производные несимметричных триазинов известны как биологически активные соединения. Они обладают широким спектром практически ценных свойств и являются одним из перспективных классов гетероциклических соединений. Эти вещества предложены в качестве гербицидов и регуляторов роста растений, инсектицидов и фунгицидов, лекарственных и ветеринарных препаратов, а также стабилизаторов-антиоксидантов для полимеров. Привлекательна, с экологической точки зрения, способность несимметричных триазинов к биодеградации за более короткий срок по сравнению с симметричными триазинами, используемыми в настоящее время в качестве пестицидов. Однако известные возможности синтеза этих гетероциклических соединений ограничены доступностью исходного сырья, трудоемкостью методов получения и низкими выходами целевых продуктов, вследствие чего несимметричные триазины до настоящего времени не находят широкого применения. [c.3]

Бензойная кислота и ее производные часто являются продуктами и полупродуктами биодеградации большого количества ароматических соединений, которые в огромном разнообразии присутствуют в составе промышленных сточных вод. [c.52]

Рис, 6.4. Основные группы соединений, которые обнаруживаются в отходах лроизводства лекарственных препаратов, синтетических гербицидов и других нефтехимических продуктов и подвержены биодеградации. [c.257]

Употребляемый нами здесь термин биодеградация относится к процессу разрушения отходов, попавших в окружающую среду, с помощью живых микроорганизмов, а термин биомасса - ко всей совокупности веществ и материалов - побочных продуктов пищевой и перерабатывающей промышленности, — которые раньше считались отходами, а теперь могут служить сырьем для производства многих экономически важных продуктов. [c.275]

БИОДЕГРАДАЦИЯ ж. Разрушение материалов под действием микро- и макроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности. [c.56]

Эффективность данного процесса, можно повысить, изучив-механизмы, регуляции метаболизма в микрофлоре систем с активным илом. Регуляция биодеградации— это. сложная задача. Однако, зная биохимию соответствующих процессов, мы,. по-виДимому, сможем вмешиваться, и в их регуляцию. Например, добавление к илу промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот в низ 11х концентрациях (2—5 мг/л), глюкозы, аминокислот и витаминов (в частности, аланина и никотиновой кислоты) приводит к ускорению окисления ряда соединений. Введение этих промежуточных продуктов в состав, биомассы увеличивает энергетические потребности системы, стимулирует синтез АТР за счет усиленного окисления неорганических веществ типа серы или аммиака. Понимание биохимии подобных процессов, видимо, даст возможность вмешиваться в процессы регуляции метаболизма. [c.255]

В комплексе сцепленных биохимических процессов ацидо- и метаногенеза кроме конечных образуются различные промежуточные продукты (интермедиаты). Важное место среди них занимают водород и различные органические кислоты. Ингибирование по типу обратной связи возникает тогда, когда процесс не достаточно сбалансирован, из-за чего накапливаются значительные количества этих интермедиатов. Водород является таким сильным ингибитором, что при его концентрации 0,2—0,5 % (по объему) биодеградация субстрата может полностью прекратиться (см. раздел 2.4.2). [c.61]

Методы биодеградации лигнина пока еще не разработаны и поэтому из биомассы с высокой степенью лигнификации, например из древесины хвойных пород, лигнин удаляют полностью или частично с помощью процессов химической делигнификации. Если полученный целлюлозный остаток имеет хорошие бумагообразующие свойства, его обычно не применяют для получения глюкозы. Лабораторные эксперименты показывают, что в оптимальных условиях техническую целлюлозу можно полностью превратить в глюкозу ферментативным гидролизом, но в условиях применения этого процесса в практике выход продуктов намного ниже, достигая всего лишь 20—40 %. Кроме низкой доступности целлюлозы, практическому использованию этого способа препятствуют большая его продолжительность, ингибирование и инактивация ферментов продуктами, накапливающимися в гидролизатах, а также высокая стоимость ферментов и их регенерации [78]. [c.410]

Независимо от того, происходит или нет скрытый рост на продуктах лизиса, в бактериальной культуре, испытывающей в некоторой степени явления смерти и лизиса, это проявляется в снижении Ух/с- Это снижение будет, естественно, уменьшаться при наличии скрытого роста, но из-за потребности в энергии для скрытого роста углерод лизировавшейся биомассы будет не только включаться в новую бактериальную биомассу, но и выделяться в виде диоксида углерода в процессе получения энергии. Максимально возможный коэффициент выхода бактериальной биомассы для скрытого роста составляет 0,67, но в реальных условиях роста он всегда меньше, поскольку либо условия скрытого роста неоптимальны, либо некоторые из продуктов лизиса или медленно поддаются биодеградации, или вообще ей не поддаются. [c.95]

Как конденсационная гипотеза не исключает участия высокомолекулярных фрагментов в процессе гумификации, так и деградаци-онная гипотеза не исключает реакций конденсации как одного из механизмов трансформации преимущественно высокомолекулярных соединений. Можно предположить, что оба пути гумификации реально сосуществуют, а преобладание одного из них должно зависеть от факторов, управляющих процессом гумусообразования Представленные модели могут быть оценены на основе тщательного исследования молекулярного строения ГВ Поэтому главной фундаментальной задачей, стоящей перед спектроскопией ЯМР в исследовании как ГВ, так и углей, можно назвать решение проблем генезиса этих объектов Это, естественно, требует накопления обширного и надежного материала по строению различных типов ГВ, углей, продуктов биодеградации древесины, лигнинов итд Только завершение такого этапа позволит перейти к адекватному моделированию процессов [c.349]

На долю молекул с одним-двумя кольцами приходится до 60% всех нафтенов, о токсичности нафтенов сведений почти не имеется. Биодеградация полярных циклоалканов идет гораздо легче, окисление происходит главным образом по месту присоединения боковой цепи или по месту соединения циклов. Основные продукты окисления нафтеновых углеводородов - это кислоты. В ходе процесса уплотнения кислых продуктов могут образовываться продукты окислительной конденсации (вторичные смолы и незначительное количество асфальтенов). [c.17]

Результаты опыта показывают, что для всех шести типов смешанных грибных культур (1—6) и трех типов почвы (А—С) имеет место определенное, хотя и различное, увеличение степени биодеградации соломы по сравнению с необработанной соломой. Хотя это предварительные результаты, интересно отметить, что смешанные грибные культуры, которые не содержали азотфиксирующих микроорганизмов (A3, ВЗ, СЗ), давали наименьшее увеличение биодеградации соломы для каждого типа почвы. Это согласуется с выводами Линча и Харпера [511] и Кимбера [501]. Иммобилизация азота почвы на соломе приводит, вероятно, к тому, что определенные почвенные микроорганизмы не получают адекватного количества азота, что снижает их способность к утилизации продуктов биодеградации соломы. Это ведет к увеличению концентрации фитотоксина. Однако, как и следовало ожидать, через восемь месяцев с помощью газожидкостной хроматографии не удалось обнаружить сколько-нибудь существенного уровня уксусной кислоты ни в водных экстрактах почвы, ни в водных экстрактах соломы [505]. [c.263]

Среди белков практическое применение в качестве носителей нашли структурные протеины, такие, как кератин, фиброин, коллаген и продукт переработки коллагена — желатина. Эти белки широко распространены в природе, поэтому доступны в значительных количествах, дешевы и имеют большое число функциональных групп для связывания фермента. Белки способны к биодеградации, что очень важно при конструировании иммобилизованных ферментов для медицинских целей. К недостаткам белков как носителей в этом случае следует отнести их высокую иммуно-генность. [c.87]

Рассмотренный материал по микробиологическому окислению нефтей нуждался в дополнительных доказательствах того, что нефти типа Б были когда-то нефтями типа А , т. е. они содержали н.алканы и утратили свое химическое лицо вследствие процессов биодеградации. Такие данные были получены при исследовании продуктов пиролиза асфальтенов [31—33]. Было найдено, что асфальтены — остатки не превратившегося в нефть керогена — содержат информацию о всех типах структур, характерных для данной нефти и образовавшихся при ее генезисе. Это оказалось ценным, особенно после того, как было доказано, что углеводородная часть асфальтенов не подвержена микробиологическому окислению [32, 33]. При нагреве (300° С) в течение нескольких часов асфальтены образуют углеводороды ( 20%), газ и нерастворимый в обычных растворителях пиро-битум. Образующиеся углеводороды можно исследовать обычными способами (ГЖХ и масс-спектрометрия). Анализируя углеводороды, полученные из асфальтенов нефтей типа Б, можно определить первоначальный химический состав этой нефти, в том числе такие важные геохимические показатели, как распределение нормальных алканов и изопреноидов, соотношение пристан/фитан, и относительное распределение стеранов и гопанов [33, 34]. [c.247]

Растения дают большое количество биомассы, а выращивание их не составляет труда, поэтому разумно было попытаться создать трансгенные растения, способные синтезировать коммерчески ценные белки и химикаты. В отличие от рекомбинантных бактерий, которых культивируют в больших биореакторах (при этом необходимы высококвалифицированный персонал и дорогостоящее оборудование), для выращивания сельскохозяйственных культур не нужно больших средств и квалифицированных рабочих. Основная проблема, которая может возникнуть при использовании растений в качестве биореакторов, будет связана с выделением продукта введенного гена из массы растительной ткани и сравнительной стоимостью производства нужного белка с помощью трансгенных растений и микроорганизмов. Уже созданы экспериментальные установки по получению с помощью растений моноклональных антител, функциональных фрагментов антител и полимера поли-Р-гидроксибутира-та, из которого можно изготавливать материал, подверженный биодеградации. [c.412]

Встречающиеся на дневной поверхн ости или на небольшой глубине залежи асфальта, асфальтита, мальты и другие аналогичные продукты также являются результатом биодеградации и окисления нефтей, залегающих ниже, и превращения их в нерастворимые осадки. Часто залежи асфальтита и других род-ственньк ему продуктов приурочены к древним эрозионным поверхностям (поверхностям несогласий). Такие явления наблюдаются на земной поверхности 1) когда продуктивный пласт коллектор залегает моноклинально и обнажается в краевой части бассейна или 2) когда эрозионными процессами вскрывается продуктивный пласт- коллектор и он оказывает ся на дневной поверхности. Образующиеся в результате этого залежи асфальта и других асфальтоподобных продуктов обязаны своим происхождением тем же самым процессам, которые действуют и в подземных условиях и которые были рассмотрены выше. Однако на дневной поверхности процессы окисления и разложения нефти, особенно микробиологические, приводящие к образованию асфальтоподобных продуктов, протека ют значительно быстрее и интенсивнее обнаруживающаяся асфальтоподобная масса закупоривает поры пласта-коллектора, формируя экран, препятствующий дальнейшему поступлению снизу новых порций углеводородов. Лк бое нарушение герметичности образовавшегося на дневной по1зерхности экрана будет вновь залечено в результате микробиологической деятельности. [c.56]

На наш взгляд, наиболее вероятная причина аномального состава серосодержащих соединений тяжелых нефтей - биодеградация. Действительно, все тяжелые нефти залегают в условиях низкой температуры, т.е. в зоне, благоприятной для развития микрофлоры. Известно, что биоразложению в первую очередь подвергаются алканы, затем нафтены и только в последнюю очередь ароматические соединения. При этом в циклических структурах вначале происходит отщепление алифатических фрагментов. Естественно, параллельно с этим должно происходить уменьшение содержания сульфидов, так как они связаны с алифатической частью, и накопление тиофенов, имеющих ароматическое кольцо. Продукты биоразложения сероорганических соединений нефтей переходят в водную фазу и фиксируются там в виде гидросульфидов и других восстановленных соединений серы. Поэтому мы предполагаем, что состав серосодержащих соединений нефтей Западной Сибири, существенно затронутых процессом биодеградации (месторождения Русское, Ванъеганское и др., см. табл. 3, тип Б по Ал.А. Петрову), должен быть близок к составу тех же соединений в нефтях Ярегского и Усинского месторождений, т.е. должны резко преобладать тиофеновые структуры. [c.76]

Для очистки окрашенных сточных вод применяют химические методы удаление красителей и пигментов с помощью микробов весьма ограничено. Устранение этих продуктов из отходов с помощью активного ила заключается в основном в адсорбции, а не в деградации. Степень их разложения микроорганизмами определяется растворимостью, ионными свойствами, а также природой заместителей и их числом. Оказалось что микроорганизмы способны разлагать красители, но только ттосле адаптации к значительно более высоким концентрациям, чем те, которые обычно обнаруживаются в сточных водах. Поскольку микроорганизмы могут использоваться для контроля за загрязнением окружающей среды этими соединениями, был проведен скрининг, направленный на выявление тех микроорганизмов, которые способны к расщеплению модельных веществ типа л-аминобензолов, а также скрининг и селекция организмов из дренажных канав предприятий по производству з расителей. Были сделаны попытки найти взаимосвязь между подверженностью соединения биодеградации и его химической структурой. [c.281]

Непосредственные продукты окисления S. sulfures ens цикло-гексанола, циклогептанола или циклооктанола выделить и идентифицировать не удалось. Однако когда летучесть субстрата и, вероятно, способность к биодеградации продукта диоксидирования была снижена, например, превращением циклогексанола в его N-фенилкарбамат, то продукт трансформации (4-оксицикло-гексил-Ы-фенилкарбамат) получался с выходом 35% [127]. [c.60]

Под биоповреждением понимают любое нежелательное изменение свойств какого-либо материала, вызванное жизнедеятельностью различных организмов . В Й1ироком смысле это процесс, приводящий к уменьшению ценности любого материала. При этом имеются в виду те свойства данного материала, которые обусловливают его использование в определенных целях. По своей природе эти изменения могут быть механическими, физическими или касаться эстетических свойств материала и не обязательно приводят к его химическому разрушению. Последний момент важен для определения различий между биоповреждением и биоразложением (биодеградацией). Биоповреждение — термин более широкий, биоразложение — ограниченный, относящийся только к разрушению какого-либо продукта (часто сырья), попавшего в окружающую среду (например, нефтепродуктов, пестицидов или детергентов). В общем смысле биоповреждение — процесс нежелательный, а биоразложение обычно рассматривается как желательный. [c.237]

Среди побочных продуктов сульфитного процесса получения целлюлозы преобладают химически модифицированные лигнины, образующиеся во многих реакциях между активным сульфитом и каким-либо сложным природным полимером. Структура лигносульфонатов в деталях неизвестна. Они представляют собой гетерогенную смесь соединений с широким спектром молекулярных масс (300—100ООО) состав смесей определяется природой перерабатываемой древесины. Образование сульфонатов приводит к частичной солюбилизации лигниновых фрагментов. Сложность структуры лигносульфонатов затрудняет изучение их биодеградации. Для упрощения задачи обычно используют модельные соединения, например дегидрополимеры кониферилового спирта или другие низкомолекулярные продукты. Низкомолекулярные лигносульфонаты чувствительнее к биодеградации, чем высокомолекулярные с другой стороны, производные лигнина, видимо, устойчивее к разрушению, чем сам лигнин. Следовательно, образование сульфопроизводных затрудняет переработку. В таких сопряженных окислительно-деградативных процессах почвенные грибы и бактерии более эффективны, чем гнилостные грибы для осуществления этих процессов требуется также дополнительный источник углерода. Распад лигносульфонатов нередко сопровождается полимеризацией, в результате чего наблюдается сдвиг в распределении полимеров по молекулярным массам. Эти изменения могут коррелировать с присутствием внеклеточных фенолоксидаз (например, лакказы), физиологическая роль которых остается неизвестной. Фенолы превращаются в соответствующие хиноны и фенокси-радикалы, которые спонтанно полимеризуются. Таким [c.279]

Полистирол очень устойчив к биодеградации. Был описан процесс, в котором тонко измельченные автомобильные шины, изготовленные из стирол-бутадиеновой резины, частично разлагались микроорганизмами после добавления какого-либо поверхностно-активного вещества. Содержащиеся в шинах анти-озонаты, антиоксиданты и ускорители вулканизации замедляют этот процесс конечный продукт можно использовать для улучшения почвы. Имеются сообщения о росте сообщества микроорганизмов на стироле, в результате чего удаляется ингибитор полимеризации 4-т/ ег-бутилкатехол. В результате свобод- [c.289]

Миграция и трансформация в окружающей среде. Из окружа-юш,ей среды, прежде всего из водной, удаляется в основном в результате окисления под влиянием УФ и жесткого видимого излучения, а также биодеградации под влиянием бактериальной флоры. Основными продуктами окисления являются нафтохинон, бензо-фуранон и этоксибензофуранон (Diarra et al.). В случае биодеградации помимо указанных продуктов появляются новые, неиден-тифицированные вещества. Период полусуществования Н. в водной среде 1—2 сут. [c.220]

Миграция и трансформация в окружающей среде. Из окружающей среды, в том числе из водной, удаляется в основном в результате окисления под влиянием УФ и коротковолнового видимого излучения, а также биодеградации под влиянием бактериальной флоры. Diarra et al. приводят 10 идентифицированных продуктов фотолиза 2-М. [c.226]

Период полуразложения в воде — более 1000 недель [78], Уменьшение содержания в естественных водоемах обусловлено испарение . . Продукты химического превращения не обнаружены (Эйтингон), В воде и почве может подвергаться медленной биодеградации под влиянием аэробных и анаэробных бактерий ( 1,2-01сЫогое1Ьапе, ,, ), [c.359]

Было показано, что перенос таких веществ, как масляная кислота, фенол, п-хлорфенол и днметилфталат, через насыщенную зону, окружающую место свалки, происходит приблизительно одинаково, хотя конечные концентрации разных веществ различаются, поскольку различны скорости их биодеградации, так, например, масляная кислота и фенол разрушаются с большей скоростью. Реакции такого типа изучают с помощью радиоактивных меток [270] для создания оптимальных условий переработки отходов под землей in situ. Однако, даже после того, как процесс биодеградации завершится, все равцо остается вероятность загрязнения источников водоснабжения конечными продуктами метаболизма. [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология