Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 14
1.1. Микроорганизмы и их сообщества, осуществляющие деградацию полихлорированных бифенилов и хлор бензойных кислот 17
1.1.1. Микроорганизмы-деструкторы полихлорированных бифенилов 17
1.1.2. Сообщества микроорганизмов, утилизирующие полихлорированные бифенилы 21
1.1.3. Микроорганизмы-деструкторы хлорбензойных кислот 24
1.2. Метаболические пути деструкции полихлорбифенилов и хлорбензоатов 26
1.2.1. Биохимический путь трансформации полихлорированных бифенилов 27
1.2.2. Субстратная специфичность ферментов деструкции полихлорбифенилов 30
1.2.3. Метаболические пути разложения ряда орто- и пара- замещенных хлорбифенилов 35
1.2.4. Метаболический путь деструкции пентадиеновой кислоты, продукта разложения полихлорированных бифенилов 36
1.2.5. Метаболические пути разложения хлорбензойных кислот 37
1.2.5.1. Реакции ферментативного дегалогенирования хлорбензойных кислот 38
1.2.5.2. Энзиматические реакции 0/?торасщепления или 3-оксоадипативный путь 41
1.2.5.3. Модифицированный ортопуть 43
1.3. Генетические системы биодеградации хлорпроизводных бифенила и бензойной кислоты у бактерий 44
1.3.1. Организация генетических систем деструкции полихлорбифенилов 44
1.3.2. Генетические системы утилизации хлорбензоатов 50
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 54
2.1. Бактериальные штаммы 54
2.2. Среды и условия культивирования 54
2.3. Накопительные культуры 55
2.4. Определение ростовых характеристик 55
2.5. Определение субстратной специфичности 56
2.6. Определение таксономического положения микроорганизмов 56
2.6.1. Морфологические методы 56
2.6.2. Определение физиолого-биохимических характеристик 57
2.6.3. Методы анализа хемотаксономических признаков 59
2.7. Генетические методы 61
2.7.1. Выделение плазмидной ДНК 61
2.7.2. Электрофорез и определение размера плазмидной ДНК 63
2.7.3. Элиминация бактериальных плазмид 63
2.7.4. Определение стабильности признаков биодеградации 64
2.8. Методы анализа деструкции хлорированных бифенилов и
хлорбензойных кислот штаммами микроорганизмов 64
2.8.1. Идентификация продуктов деградации хлорбифенилов 64
2.8.2. Анализ метаболитов 4-хлорбензойной кислоты 65
2.8.3. Определение концентрации ионов хлора 66
2.9. Статистическая обработка данных 66
ГЛАВА 3. Результаты исследований 67
3.1. Выделение и идентификация микроорганизмов-деструкторов хлорзамещенных бензойных кислот 67
3.2. Выделение и идентификация штаммов-деструкторов бифенила 68
3.3. Характеристика бактерий-деструкторов хлорбензойных кислот 72
3.3.1. Анализ субстратной специфичности штаммов-деструкторов хлорбензоатов 72
3.3.2. Характеристика продуктов разложения 4-хлорбензоата у выделенных штаммов рода Arthrobacter 75
3.3.3. Ростовые характеристики выделенных бактерий-деструкторов хлорбензоатов 76
3.3.4. Обнаружение плазмидной ДНК в штаммах-деструкторах 4-хлорбензойной кислоты 79
3.4. Характеристика деградативных способностей микроорганизмов-деструкторов полихлорбифенилов 82
3.4.1. Разложение 2,4-дихлорбифенила выделенными бактериями 82
3.4.2. Биодеградация трихлорированных бифенилов 87
3.5. Характеристика штамма-деструктора полихлорбифенилов Rhodococcus яр. Р25 90
3.5.1. Разложение орто- и иогря-монохлорированных бифенилов 90
3.5.2. Деструкция дехлорированных бифенилов 91
3.5.3. Рост штамма Rhodococcus sp. Р25 на бифениле и его хлорированных производных 93
3.5.4. Трансформация и использование как ростового субстрата хлорированных бензойных кислот 95
3.5.5. Субстратная специфичность штамма Rhodococcus sp. Р25 97
3.5.6. Роль плазмид в обеспечении деградативных свойств штамма -Rhodococcus sp. Р25 99
3.6. Деструкция ряда моно- и дизамещенных хлорбифенилов штаммом Microbacterium sp. В51 103
3.7. Утилизация 2,4-дихлорбифенила искусственной ассоциацией бактериальных культур 105
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов 109
4.1. Многообразие бактерий-деструкторов полихлорированных бифенилов и хлорбензойных кислот 109
4.2. Особенности трансформации хлорбифенилов выделенными бактериями 110
4.3. Деструкция орто- и ляря-замещенных хлорбифенилов штаммом Microbacterium sp. В51 117
4.4. Штамм Rhodococcus sp. Р25 - уникальный деструктор полихлорированных бифенилов 119
4.5. Искусственная ассоциация бактерий, осуществляющая полное разложение 2,4-дихлорбифенила 127
Выводы 129
Список литературы 130
Приложения 166
