RU2803633C1 - Способ биодеградации гидроксилированных бензойных кислот с использованием штамма Rhodococcus ruber P25 - Google Patents
Способ биодеградации гидроксилированных бензойных кислот с использованием штамма Rhodococcus ruber P25 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803633C1 RU2803633C1 RU2023113206A RU2023113206A RU2803633C1 RU 2803633 C1 RU2803633 C1 RU 2803633C1 RU 2023113206 A RU2023113206 A RU 2023113206A RU 2023113206 A RU2023113206 A RU 2023113206A RU 2803633 C1 RU2803633 C1 RU 2803633C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acids
- hydroxybenzoic
- biodegradation
- dihydroxybenzoic
- strain
- Prior art date
Links
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 241000187563 Rhodococcus ruber Species 0.000 title claims abstract description 12
- 150000001559 benzoic acids Chemical class 0.000 title abstract description 5
- 150000005165 hydroxybenzoic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 150000005175 2,5-dihydroxybenzoic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 125000005274 4-hydroxybenzoic acid group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- WXTMDXOMEHJXQO-UHFFFAOYSA-N 2,5-dihydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=CC=C1O WXTMDXOMEHJXQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- YQUVCSBJEUQKSH-UHFFFAOYSA-N 3,4-dihydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 YQUVCSBJEUQKSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 7
- 229940090248 4-hydroxybenzoic acid Drugs 0.000 description 6
- 241000316848 Rhodococcus <scale insect> Species 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical class N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 241000588986 Alcaligenes Species 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical class [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000004074 biphenyls Chemical class 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003413 degradative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Chemical class 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 150000005167 3-hydroxybenzoic acids Chemical class 0.000 description 1
- 108010088791 4-chlorobenzoate dehalogenase Proteins 0.000 description 1
- XRHGYUZYPHTUJZ-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 XRHGYUZYPHTUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPWNLURCHDRMHC-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobiphenyl Chemical group C1=CC(Cl)=CC=C1C1=CC=CC=C1 FPWNLURCHDRMHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005168 4-hydroxybenzoic acids Chemical class 0.000 description 1
- 241001156739 Actinobacteria <phylum> Species 0.000 description 1
- 241000186063 Arthrobacter Species 0.000 description 1
- 241000186074 Arthrobacter globiformis Species 0.000 description 1
- 241000193744 Bacillus amyloliquefaciens Species 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001146934 Cladophora wrightiana Species 0.000 description 1
- 102000016680 Dioxygenases Human genes 0.000 description 1
- 108010028143 Dioxygenases Proteins 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000863391 Methylophilus Species 0.000 description 1
- 241001467578 Microbacterium Species 0.000 description 1
- 229910018890 NaMoO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000079423 Oxalis tuberosa Species 0.000 description 1
- 235000008469 Oxalis tuberosa Nutrition 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000168435 Rhodococcus wratislaviensis Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- HTIQEAQVCYTUBX-UHFFFAOYSA-N amlodipine Chemical compound CCOC(=O)C1=C(COCCN)NC(C)=C(C(=O)OC)C1C1=CC=CC=C1Cl HTIQEAQVCYTUBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000528 amlodipine Drugs 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- -1 aromatic amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229940114119 gentisate Drugs 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 210000002510 keratinocyte Anatomy 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 231100000647 material safety data sheet Toxicity 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000009335 monocropping Methods 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 150000007965 phenolic acids Chemical class 0.000 description 1
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000008174 sterile solution Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- AIFRHYZBTHREPW-UHFFFAOYSA-N β-carboline Chemical class N1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 AIFRHYZBTHREPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области микробиологии и биотехнологии, в частности к разрушению гидроксилированных бензойных кислот с помощью микроорганизмов. Способ биодеградации гидроксибензойных кислот предусматривает взаимодействие 4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот в концентрации 1000 мг/л с клетками штамма Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896) в жидкой минеральной среде без дополнительных источников углерода. Предлагаемый способ обеспечивает биодеградацию моно- и дигидроксилированных бензойных кислот высокой концентрации, образующихся как продукт разложения внутриклеточных соединений и стойких органических загрязнителей до безопасных соединений. 5 пр.
Description
Изобретение относится к области микробиологии и биотехнологии, в частности к разрушению гидроксилированных бензойных кислот с помощью микроорганизмов.
Гидроксибензойные кислоты, а именно 4-гидроксибензойная кислота, 3,4-дигидроксибензойная кислота и 2,5-дигидроксибензойная кислота являются продуктами разложения ароматических и гидроксиароматических соединений, в том числе синтетических стойких органических загрязнителей, бактериями, растениями и грибами [Gibson F., Pittard J. Pathways of biosynthesis of aromatic amino acids and vitamins and their control in microorganisms // Bacteriol. Rev.1968ю Vol. 32. P. 465-492]. 3,4-гидроксибензойная и 2,5- дигидроксибензойная кислоты используются в косметологической и фармацевтической промышленности, в следствии чего являются загрязнителями окружающей среды антропогенного происхождения [Cha J.W., Piao M.J., Kim K.C., Zheng J., Yao C.W., Hyun C.L., Kang H.K., Yoo E.S., Koh Y.S., Lee N.H., Ko M.H., Hyun J.W. Protective effect of 3,4-dihydroxybenzoic acid isolated from Cladophora wrightiana Harvey against ultraviolet B radiation-induced cell damage in human HaCaT keratinocytes //Appl. Biochem. Biotechnol. 2014. Vol. 172. P. 582-592; Патент EP 1945614 A1Process for preparation of chiral amlodipine gentisate; Soni M.G., Carabin I.G., Burdock G.A. Safety assessment of esters of phydroxybenzoic acid (parabens) // Food Chem. Toxicol. 2005. Vol. 43. P. 985-1015; Bais H.P., Vepachedu R., Vivanco J.M. Root specific elicitation and exudation of fluorescent beta-carbolines in transformed root cultures of Oxalis tuberosa //Plant Physiol. Biochem. 2003. Vol. 41. P. 345-353]. Также следует отметить, что 4-гидроксибензойная кислота выступает как токсин для растений, животных и человека [паспорт безопасности в соотв. ГОСТ 30333-2007 https://www.carlroth.com]. Таким образом, накопление гидроксибензойных кислот как природного так и антропогенного происхождения в окружающей среде оказывает негативное воздействие на компоненты экосистемы.
Для решения проблемы очистки природных компонентов от гидроксибензойных кислот предпочтение отдается технологиям, основанным на использовании метаболического потенциала природных микроорганизмов, в частности аэробных бактерий. Среди описанных биодеструкторов гидроксибензойных кислот есть представители бактериальных родов Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Microbacterium, Rhodococcus, Pseudomonas [Solyanikova I.P., Emelyanova E.V., Shumkova E.S., Egorova D.O., Korsakova E.S., Plotnikova E.G., Golovleva L.A. Peculiarities of the degradation of benzoate and its chloro- and hydroxy-substituted analogs by actinobacteria // International Biodeterioration & Biodegradation. – 2015. – V.100. – 155–164. Егорова Д. О., Корсакова Е. С., Демаков В.А., Плотникова Е. Г. Деструкция ароматических углеводородов штаммом Rhodococcus wratislaviensis KT112-7, выделенным из отходов соледобывающего предприятия // Прикладная биохимия и микробиология. – 2013. – Том 49, № 3. – С. 267–278; Solyanikova I.P., Travkin V.M., Rybkina D.O., Plotnikova E.G., Golovleva L.A. Varyability of enzyme system of Nocardioform bacteria as a basis of their metabolic activity // J. Environmental Science and Health. Part B. 2008. V.43. p. 241-252; патент CN115322926 (A) – 2022-11-11 Rhodococcus pyridines and application thereof in remediation of continuous cropping soil; патент CN113444660 (A) – 2021-09-28 Bacillus amyloliquefaciens strain LXBA.1 and application thereof; патент CN113652375 (A) – 2021-11-16 Alcaligenes family aerobic new bacterium T-4 and application thereof; патент CN106698678 (A) – 2017-05-24 Application of Bacillus in degrading aromatic compounds; патент CN108753641 (a) – 2018-11-06 Germ capable of efficiently degrading autotoxin p-hedroxybenzoic acid and application of germ; патент CN111575216 (A) – 2020-08-25 Pseudomonas putida capable of degrading phenolic acid autotoxins and application of pseudomonas putida; патент CN110408567 (A) – 2019-11-05 Saline-alkaline tolerant bacillus methylophilus, and live bacterial preparation and application thereof]. Для большинства известных штаммов описана способность использовать гидроксибензойные кислоты как источник углерода для роста бактериальных культур, однако нет сведений с какой скоростью и при каких начальных концентрациях происходит деструкция гидроксибензойных кислот, а также возможна ли одновременная деградация трех, наиболее часто встречающихся, гидроксибензойных кислот известными штаммами бактерий. Кроме того, представителя ряда описанных родов бактерий-деструкторов гидроксибензойных кислот обладают патогенными свойствами в отношении человека и животных. В связи с этим актуален поиск новых непатогенных микроорганизмов, проявляющих высокую деструктивную активность к гидроксибензойным кислотам.
Штамм Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896) известен как активный деструктор хлорированных бифенилов [Плотникова Е.Г., Рыбкина Д.О., Демаков В.А. Штамм бактерий Rhodococcus ruber – деструктор полихлорированных бифенилов. Патент RU 2262531 С2. 2005. Бюл. №29; Egorova D.O., Gorbunova T.I., Pervova M.G., Kir’yanova T.D., Demakov V.A., Saloutin V.I., Chupakhin O.N. Biodegradability of hydroxylated derivatives of commercial polychlorobiphenyls mixtures by Rhodococcus-strains // Journal of Hazardous Materials. – 2020. – V. 400. – Article 123328; Gorbunova T.I., Egorova D.O., Pervova M.G., Kyrianova T.D., Demakov V.A., Saloutin V.I., Chupakhin O.N. Biodegradation of trichlorobiphenyls and their hydroxylated derivatives by Rhodococcus-strains // Journal of Hazardous Materials. – 2021. – V. 409. – Article 124471; Егорова Д. О., Горбунова Т. И., Кирьянова Т. Д., Первова М. Г., Плотникова Е. Г. Моделирование структуры α-субъединицы бифенил диоксигеназы штаммов рода Rhodococcus и особенности их деградативной активности к хлорированным- и гидроксилированным бифенилам при различных температурах // Прикладная биохимия и микробиология. – 2021. – Т. 57, № 6. – С. 571–582; Плотникова Е.Г., Соляникова И.П., Егорова Д.О., Шумкова Е.С., Головлева Л.А. Особенности разложение 4-хлорбифенила и 4- хлорбензойной кислоты штаммом Rhodococcus ruber Р25 // Микробиология. – 2012. – Т. 81, №2. – С.159–170.], запрещенных к применению в связи с ограничениями, наложенными Стокгольмской конвенцией на соединения группы СОЗ (стойких органических загрязнителей). Показано, что данный штамм проявляет деградативную активность и к гидроксилированным бензойным кислотам. Штамм не обладает патогенными свойствами, характеризуется набором ферментов, проявляющих активность к широкому спектру ароматических соединений, что делает его перспективным для разработки основы биопрепарата, направленного на разложение гидроксибензойных кислот.
Цель настоящего изобретения – разработка способа эффективной биодеструкции гидроксибензойных кислот (4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот) в относительно высокой концентрации (1000 мг/л) с использованием бактериального штамма Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896).
Техническим результатом описываемого изобретения является обеспечение полной биодеструкции гидроксибензойных кислот (4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот) с помощью штамма рода Rhodococcus на основе разработанной технологии и подобранных оптимальных условий осуществления процесса биодеградации, при этом концентрация гидроксибензойных кислот 1000мг/л и температура культивирования +28°С являются предпочтительными.
Данный технический результат достигается посредством реализации способа биодеградации гидроксибензойных кислот, который предусматривает взаимодействие гидроксибензойных кислот с клетками Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896). Процесс осуществляют в минеральной среде, содержащей источники азота, фосфора и минеральные соли. Применение заявленного способа обеспечивает полную биодеградация 1000мг/л гидроксибензойных кислот, присутствующих в среде как индивидуально, так и в смеси, клетками Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896) за 5-7 суток.
В способе используется штамм Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896) деструктор полихлорированных бифенилов (патент RU2262531 С2), представленный в Региональной специализированной коллекции алканотрофных микроорганизмов (акроним ИЭГМ, номер во Всемирной федерации культур 768, www.iegmcol.ru).
Изобретение осуществляется следующим образом.
Периодическое культивирование Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896) осуществляют в колбах Эрленмейера вместимостью 250 мл при объеме минеральной среды 100 мл в условиях постоянного перемешивания (140 об/мин) при 28°С или 32°С. Для культивирования используют минеральную среду К1 следующего состава (г/л): K2HPO4 × 3H2O – 4.0, NaH2PO4 × 2H2O – 0.4, (NH4)2SO4 – 0.5, Ca(NO3)2 – 1.0, MgSO4 × 7H2O – 0.15, NaMoO4 × 2H2O – 0.04, рН среды 7.3 [Tsoi, T.V. Cloning and expression of the Arthrobacter globiformis KZT1 fcbA gene encoding dehalogenase (4-chlorobenzoate-4-hydroxylase) in Escherichia coli / T.V. Tsoi [et al.] // FEMS Microbiol. Lett. – 1991. – V. 81. – P. 165–170]. Бактерии, выращенные на агаризованной минеральной среде К1 (для создания плотной среды вносили агар в концентрации 1,5%) с внесением в качестве источника углерода бензойной кислоты в концентрации 0,5 г/л в течение 72 часов, суспендированные в физиологическом растворе, вносят в среду культивирования до конечной концентрации 1.0×104 клеток/мл. Гидроксибензойные кислоты (4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот) (99,5%, «Sigma-Aldrich», США) вносят индивидуально или в смеси в концентрации 1000мг/л в виде водного раствора, при необходимости уравновешенного гидроксидом натрия до нейтрального значения рН (рН 7.0). В качестве контроля используют стерильный раствор гидроксибензойных кислот в минеральной среде К1 для оценки абиотической деградации. Продолжительность процесса биодеструкции гидроксибензойных кислот составляет 5-7 сут. Оптическую плотность (ОП) суспензии клеток определяют с помощь спектрофотометра Bio-Spec-mini («Shimadzu», Япония) при длине волны 600 нм, длине оптического пути кварцевой кюветы 1,0 см, объем кюветы 4 мл. Для обнаружения остаточных гидроксибензойных кислот и их возможных метаболитов культуральную жидкость очищали от бактериальных клеток центрифугированием (9660 g в течение 10 мин на центрифуге 3К30 «Sigma Sartorius», Германия) и анализировали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на хроматографе LC-20AD Prominance («Shimadzu», Япония) с колонкой С-18 (150х4,6 мм, «Sigma-Aldrich», США) и УФ-детектором SPD-20A («Shimadzu», Япония) при длине волны 205 нм. В качестве элюента используют систему ацетонитрил–0,1%-ная Н3РО4 (60:40). Качественное определение гидроксибензойных кислот и их возможных метаболитов проводят по сравнению времени удержания на колонке исследуемых соединений и стандартных соединений (4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот, катехол в виде водных растворов в концентрации 100 мг/л). Количественное определение гидроксибензойных кислот проводят по сравнению площади пиков на хроматограмме исследуемых и стандартных соединений (4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот в виде водных растворов в концентрации 100 мг/л).
Изобретение поясняется следующими примерами.
Пример 1.
Биодеградацию 4-гидроксибензойной кислоты проводят с использованием клеток R. ruber P25 (ИЭГМ 896) в 100 мл минеральной среды, содержащей источники азота, фосфора и минеральные соли при постоянном перемешивании (140 об/мин) и при 28°С. 4-гидроксибензойную кислоту(1000 мг/л) вносят одновременно с инокулятом в виде водного раствора с рН 7.0. Количество остаточной 4-гидроксибензойной кислоты контролируют методом ВЭЖХ. Полная биодеградация 4-гидроксибензойной кислоты в концентрации 1000 мг/л регистрируется через 5 сут, после внесения кислоты.
Пример 2.
Способ осуществляется по примеру 1, но вносят 3,4-дигидроксибензойную кислоту в концентрации 1000 мг/л. Полная биодеградация 3,4-дигидроксибензойной кислоты регистрируется на 5 сут после внесения кислоты.
Пример 3.
Способ осуществляется по примеру 1, но вносят 2,5-дигидроксибензойную кислоту в концентрации 1000 мг/л. Полная биодеградация 2,5-дигидроксибензойной кислоты регистрируется на 6 сут после внесения кислоты.
Пример 4.
Способ осуществляется по примеру 1, но вносят смесь 4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот в концентрации 1000 мг/л. Полная биодеградация смеси кислот наступает через 6 сут после внесения данной смеси.
Пример 5.
Способ осуществляется по примеру 4, но культивирование проводят при 32°С. Полная биодеградация смеси гидроксибензойных кислот регистрируется через 7 сут после внесения данной смеси кислот.
Claims (1)
- Способ биодеградации гидроксибензойных кислот, предусматривающий взаимодействие 4-гидроксибензойной, 3,4-дигидроксибензойной, 2,5-дигидроксибензойной кислот в концентрации 1000 мг/л с клетками штамма Rhodococcus ruber P25 (ИЭГМ 896) в жидкой минеральной среде без дополнительных источников углерода.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2803633C1 true RU2803633C1 (ru) | 2023-09-18 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262531C2 (ru) * | 2003-12-02 | 2005-10-20 | Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН | Штамм бактерий rhodococcus ruber - деструктор полихлорированных бифенилов |
| RU2484131C2 (ru) * | 2011-07-13 | 2013-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОЛЭНД" | Биопрепарат для очистки воды, почвы и промышленных стоков от устойчивых к разложению пестицидов и способ его применения |
| WO2016036748A1 (en) * | 2014-09-03 | 2016-03-10 | Coffa Gianguido | Production of cis, cis-muconic acid from carbonaceous material |
| RU2585537C1 (ru) * | 2015-04-09 | 2016-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭМУЛЬСИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" | ШТАММ Rhodococcus wratislaviensis - ДЕСТРУКТОР УСТОЙЧИВЫХ ТОКСИЧНЫХ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |
| RU2777111C9 (ru) * | 2022-01-18 | 2022-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук" (ФИЦ ПНЦБИ РАН) | Штамм бактерий Rhodococcus opacus ВКМ Ac-2911D, способный к деградации фенола в высоких концентрациях |
| CN115322926A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-11 | 广西民族大学 | 一株吡啶红球菌及其在修复重茬连作土壤的应用 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262531C2 (ru) * | 2003-12-02 | 2005-10-20 | Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН | Штамм бактерий rhodococcus ruber - деструктор полихлорированных бифенилов |
| RU2484131C2 (ru) * | 2011-07-13 | 2013-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОЛЭНД" | Биопрепарат для очистки воды, почвы и промышленных стоков от устойчивых к разложению пестицидов и способ его применения |
| WO2016036748A1 (en) * | 2014-09-03 | 2016-03-10 | Coffa Gianguido | Production of cis, cis-muconic acid from carbonaceous material |
| RU2585537C1 (ru) * | 2015-04-09 | 2016-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭМУЛЬСИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" | ШТАММ Rhodococcus wratislaviensis - ДЕСТРУКТОР УСТОЙЧИВЫХ ТОКСИЧНЫХ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |
| RU2777111C9 (ru) * | 2022-01-18 | 2022-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук" (ФИЦ ПНЦБИ РАН) | Штамм бактерий Rhodococcus opacus ВКМ Ac-2911D, способный к деградации фенола в высоких концентрациях |
| CN115322926A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-11 | 广西民族大学 | 一株吡啶红球菌及其在修复重茬连作土壤的应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВОРОНИНА А. О. "Разнообразие и молекулярно-биологическая характеристика бактерий-деструкторов бифенила (хлорированных бифенилов) техногенных экосистем", на правах рукописи, г. Пермь, 2020. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Aerobic degradation of bisphenol A by Achromobacter xylosoxidans strain B-16 isolated from compost leachate of municipal solid waste | |
| Abraham et al. | Simultaneous degradation of organophosphorus and organochlorine pesticides by bacterial consortium | |
| Abraham et al. | Biodegradation of chlorpyrifos and its hydrolyzing metabolite 3, 5, 6-trichloro-2-pyridinol by Sphingobacterium sp. JAS3 | |
| Ghosh et al. | Biodegradation of pyrene by a Pseudomonas aeruginosa strain RS1 isolated from refinery sludge | |
| Lakshmikandan et al. | Biodegradation of acrylamide by acrylamidase from Stenotrophomonas acidaminiphila MSU12 and analysis of degradation products by MALDI-TOF and HPLC | |
| Wang et al. | Efficient biodegradation of phenanthrene by a novel strain Massilia sp. WF1 isolated from a PAH-contaminated soil | |
| Shukor et al. | Isolation and characterization of an acrylamide-degrading Bacillus cereus | |
| Mulla et al. | Degradation of triclocarban by a triclosan-degrading Sphingomonas sp. strain YL-JM2C | |
| Zeinat Kamal et al. | Biodegradation and detoxification of malathion by of Bacillus thuringiensis MOS-5 | |
| Maneerat et al. | A novel crude oil emulsifier excreted in the culture supernatant of a marine bacterium, Myroides sp. strain SM1 | |
| Pugazhendi et al. | Biodegradation of 1, 4-dioxane by Rhodanobacter AYS5 and the role of additional substrates | |
| Egorova et al. | Bioremediation of hexachlorocyclohexane-contaminated soil by the new Rhodococcus wratislaviensis strain Ch628 | |
| Kristanti et al. | Isolation and characterization of 3-nitrophenol-degrading bacteria associated with rhizosphere of Spirodela polyrrhiza | |
| Briceño et al. | Use of pure and mixed culture of diazinon-degrading Streptomyces to remove other organophosphorus pesticides | |
| Hoskeri et al. | Biodegradation of chloroaromatic pollutants by bacterial consortium immobilized in polyurethene foam and other matrices | |
| Kamaraj et al. | Biodegradation of di-(2-ethylhexyl) phthalate by novel Rhodococcus sp. PFS1 strain isolated from paddy field soil | |
| Akbar et al. | Bacterial community analysis in chlorpyrifos enrichment cultures via DGGE and use of bacterial consortium for CP biodegradation | |
| Dar et al. | Biodegradation of malathion by M icrococcus sp. strain MAGK3: kinetics and degradation fragments | |
| Nowak et al. | Changes in fatty acid composition of Stenotrophomonas maltophilia KB2 during co-metabolic degradation of monochlorophenols | |
| Egorova et al. | Bioremediation of soil contaminated by dichlorodiphenyltrichloroethane with the use of aerobic strain Rhodococcus wratislaviensis Ch628 | |
| Duc et al. | Biodegradation of acetochlor and 2-methyl-6-ethylaniline by Bacillus subtilis and Pseudomonas fluorescens | |
| Stope et al. | Cometabolic ring fission of dibenzofuran by Gram-negative and Gram-positive biphenyl-utilizing bacteria | |
| Mulla et al. | Biodegradation of 3-chlorobenzoate and 3-hydroxybenzoate by polyurethane foam immobilized cells of Bacillus sp. OS13 | |
| Evangelista et al. | The effect of structure and a secondary carbon source on the microbial degradation of chlorophenoxy acids | |
| Polivtseva et al. | Evaluation of the biotechnological potential of new bacterial strains capable of phenol degradation |