Трансформация 2,4,6-тринитротолуола SACCHAROMYCES CEREVISIAE XII в условии брожения

Введение. 2,4,6-тринитротолуол (ТНТ) является опаснейшим из загрязняющих веществ вследствие наличия у него мутагенных свойств и устойчивости к биодеградации. Биологическая очистка при помощи микроорганизмов является одним из универсальных и безопасных способов удаления химических соединений из загрязненных объектов.Исследования показывают, что не только бактериальные штаммы способны трансформировать ТНТ, но и такие микроорганизмы, как дрожжи [1; 2; 3].

Цель исследования. Оценка токсического действия 2,4,6-тринитротолуола в отношении Saccharomy cescerevisiae XII при его трансформации в условиях брожения.

Материалы и методы. Концентрацию биомассы определяли нефелометрическим методом. Количество выделения углекислого газа (г/сут) определяли по убыли веса флаконов. После чего, опираясь на полученные данные, рассчитывали скорость образованияуглекислого газа.

Скорость трансформации ТНТ оценивали по убыванию его концентрации в культуральной жидкости. Для определения данного нитроароматического соединения использовали метод, основанный на цветной реакции ТНТ с Na2SO3 в щелочных условиях.

Результаты и обсуждения. Токсичность ксенобиотиков в первую очередь проявляется в подавлении роста микроорганизмов. Поэтому на первом этапе работы мы оценили влияние различных концентраций ТНТ на рост Saccharomy cescerevisiae XII в процессе брожения. При концентрациях 50,100 и 150 мг/л рост снижался в среднем в 1.7 раз, а при концентрации 200 мг/л - в 2.8 раз.

О росте культуры можно судить не только по увеличению оптической плотности среды культивирования, но и по показателям интенсивности метаболизма (образование СО2). Процесс брожения наблюдался при всех выбранных нами концентрациях ксенобиотика. В вариантах с концентрациями ТНТ 50 и 100 мг/л образование СО2снижалось по сравнению с контрольным (без ТНТ) вариантом в среднем в 1.2 раза, при концентрациях 150 и 200 мг/л - в 1.3 и 1.4 раза, соответственно. Уменьшение образования СО2в присутствии ксенобиотика в концентрации 20 мг/л не наблюдалось.

Максимальная скорость образования СО2 отмечалась в контрольном варианте начиная со 2 суток брожения, при низких концентрациях ТНТ (25 и50 мг/л) - с 3 суток. Во всех этих вариантах эксперимента брожение с максимальной скоростью продолжалось вплоть до 5 суток культивирования. При высоких концентрациях ТНТ (100 мг/л и выше) образования CO2 с максимальной скоростью отмечалось только на 4 сутки культивирования. Причем она в среднем в 1,2 раза была ниже максимальной скорости брожения в контрольном варианте.

На следующем этапе нашей работы мы оценили способность дрожжей трансформировать разные концентрации ТНТ. S. Cerevisiae XII оказалась способна элиминировать все исследуемые нами концентрации ТНТ. На 7 сутки ТНТ полностью отсутствовал в культуральной жидкости с начальной концентрацией 20 и 50 мг/л. Концентрация 100 мг/л была элиминирована на 81%, 150 мг/л - на 73% и 200 мг/л - на 71%.

Вывод.

  1. Концентрация 2,4,6-тринитротолуола 20 мг/л не влияла на рост культуры Saccharomy cescerevisiae XII в условиях брожения. При концентрациях 50,100 и 150 мг/л рост снижался в среднем в 1.7 раз, а при концентрации 200 мг/л - в 2.8 раз.
  2. По сравнению с контрольным (без ТНТ) вариантом концентрации 2,4,6-тринитротолуола 50 и 100 мг/л снижали образование СО2в среднем в 1.2 раза, 150 и 200 мг/л - в 1.3 и 1.4 раза соответственно, Уменьшение образования СО2 в пробе с концентрацией ксенобиотика 20 мг/л не наблюдалось.
  3. Максимальная скорость образования СО2 в контрольном варианте отмечалась со 2 суток брожения, при низкими концентрациями ТНТ (25 и 50 мг/л) - с 3 суток, и продолжалась вплоть до 5 суток культивирования. При высоких концентрациях ТНТ (100 мг/л и выше) образования CO2 с максимальной скоростью наблюдалось только на 4 сутки культивирования.
  4. Saccharomycescerevisiae XII способна трансформировать все исследуемые концентрации 2,4,6-тринитротолуола в условиях брожения, полностью элиминируя концентрации 20 и 50 мг/л, и на 81, 73 и 71% концентрации 100, 150 и 200 мг/л соответственно.

Список литературы

  1. Зарипов, C. А. Альтернативные пути начальной трансформации 2,4,6-тринитротолуола дрожжами / С.А. Зарипов, А.В. Наумов, Е.В. Никитина, Р.П. Наумова // Микробиология.- 2002.- Т.71.- № 5. С. 648-653.
  2. Зиганшин, А. М. Восстановление ароматического кольца 2,4,6-тринитротолуола как путь его деградации : диссертация кандидата биологических наук/ А. М. Зиганшин ; Казан.гос. ун-т.- Казань, 2007.- С. 76-89.
  3. Хиляс, И. В. Биодеградация 2,4,6-тринитротолуола клетками дрожжей Yarrowialipolytica в присутствии ферригидрита и в условиях полунепрерывного режима культивирования : дис. канд. биол. наук И. В. Хиляс; Казанский.фед. ун-т.- Казань, 2013.- С. 65-73.
Год: 2016
Город: Шымкент
Категория: Медицина