Биодеструкция эфиров фталевой кислоты грибом белой гнили Peniophora lycii

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые изучена способность гриба белой гнили Peniophora lycii LE-BIN 2142 к деструкции эфиров фталевой кислоты (ЭФК), таких как диэтилфталат (ДЭФ), дибутилфталат (ДБФ), ди(2-этилгексил)фталат (ДЭГФ), диизобутилфталат (ДиБФ) и бутилбензилфталат (ББФ). Показано, что ДЭГФ наиболее эффективно подвергался биодеструкции грибом (более 98% на 6 сут культивирования). Остаточное содержание ДБФ и ДиБФ в культуральной жидкости на 10 сут составляло 17‒18%. ББФ оказался наиболее трудно деградируемым соединением – его остаточное содержание на 10 сут культивирования P. lycii составляло около 40%. ДЭФ был устойчив к биодеструкции и в концентрации 1.5 г/л оказывал токсическое действие: скорость радиального роста гриба на агаризованной среде снижалась в 3 раза по сравнению с контролем, а количество грибной биомассы при жидкофазном глубинном культивировании – примерно в 1.5 раза. В процессе культивирования P. lycii на средах с ЭФК было показано увеличение примерно в 2 раза эстеразной и значительное снижение (в 2‒4 раза) оксидазной активностей по сравнению с контрольной средой без фталатов.

Об авторах

О. С. Савинова

Институт биохимии им. А.Н. Баха, ФИЦ “Фундаментальные основы биотехнологии”
Российской академии наук

Email: fedorova_tv@mail.ru
Россия, 119071, Москва

А. В. Шабаев

Институт биохимии им. А.Н. Баха, ФИЦ “Фундаментальные основы биотехнологии”
Российской академии наук

Email: fedorova_tv@mail.ru
Россия, 119071, Москва

Т. В. Федорова

Институт биохимии им. А.Н. Баха, ФИЦ “Фундаментальные основы биотехнологии”
Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fedorova_tv@mail.ru
Россия, 119071, Москва

Список литературы

  1. Савинова О.С., Шабаев А.В., Глазунова О.А., Еремин С.А., Федорова Т.В. Биодеструкция эфиров фталевой кислоты грибами белой гнили // Прикл. биохимия и микробиология. 2022. Т. 58. С. 484‒499.
  2. Savinova O.S., Shabaev A.V., Glazunova O.A., Eremin S.A., Fedorova T.V. Biodestruction of phthalic acid esters by white rot fungi // Appl. Biochem. Microbiol. 2022. V. 58. P. 598–612. https://doi.org/10.31857/S0555109922050142
  3. Синицын А.П., Гусаков А.В., Черноглазов В.М. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1995. 224 с.
  4. Шкаева И.Е., Солнцева С.А., Никулина О.С., Николаев А.И., Дулов С.А., Земляной А.В. Токсичность и опасность фталатов // Токсикологический вестник. 2019. Т. 159. № 6. С. 3–9.
  5. Ahmadi E., Yousefzadeh S., Ansari M., Ghaffari H.R., Azari A., Miri M., Nabizadeh A.M.R., Kakavandi B., Ahmadi P., Badi M.Y., Gholami M., Sharafi K., Karimaei M., Ghoochani M., Brahmand M.B., Mohseni S.M., Sarkhosh M., Rezaei S., Asgharnia H., Dehghanifard E., Jafari B., Mortezapour A., Moghaddam V.K., Mahmoudi M.M., Taghipour N. Performance, kinetic, and biodegradation pathway evaluation of anaerobic fixed film fixed bed reactor in removing phthalic acid esters from wastewater // Sci. Rep. 2017. V. 7. 41020. https://doi.org/10.1038/srep41020
  6. Ahuactzin-Perez M., Tlecuitl-Beristain S., García-Davila J., Santacruz-Juárez E., González-Pérez M., Gutiérrez-Ruíz M.C., Sánchez C. Mineralization of high concentrations of the endocrine disruptor dibutyl phthalate by Fusarium culmorum // 3 Biotech. 2018. V. 8. № 42. P. 1–10. https://doi.org/10.1007/s13205-017-1065-2
  7. Akerman-Sanchez G., Rojas-Jimenez K. Fungi for the bioremediation of pharmaceutical-derived pollutants: A bioengineering approach to water treatment // Environ. Adv. 2021. V. 4. 100071. https://doi.org/10.1016/j.envadv.2021.100071
  8. Boll M., Geiger R., Junghare M., Schink B. Microbial degradation of phthalates: biochemistry and environmental implications // Environ. Microbiol. Rep. 2020. V. 12. P. 3–15. https://doi.org/10.1111/1758-2229.12787
  9. Brenelli L.B., Persinoti G.F., Franco Cairo J.P.L. Liberato M.V., Gonçalves T.A., Otero I.V.R., Mainardi P.H., Felby C., Sette L.D., Squina F.M. Novel redox-active enzymes for ligninolytic applications revealed from multiomics analyses of Peniophora sp. CBMAI 1063, a laccase hyper-producer strain // Sci. Rep. 2019. V. 9. 17564. https://doi.org/10.1038/s41598-019-53608-1
  10. Carstens L., Cowan A.R., Seiwert B., Schlosser D. Biotransformation of phthalate plasticizers and bisphenol A by marine-derived, freshwater, and terrestrial fungi // Front. Microbiol. 2020. V. 11. 317. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00317
  11. Chang B.V., Yang C.P., Yang C.W. Application of fungus enzymes in spent mushroom composts from edible mushroom cultivation for phthalate removal // Microorganisms. 2021. V. 9. 1989. https://doi.org/10.3390/microorganisms9091989
  12. Das M.T., Kumar S.S., Ghosh P., Shah G., Malyan S.K., Bajar S., Thakur I.S., Singh L. Remediation strategies for mitigation of phthalate pollution: challenges and future perspectives // J. Hazard. Mater. 2021 V. 409. 124496. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124496
  13. de Souza Machado A.A., Lau C.W., Kloas W., Bergmann J., Bachelier B.J., Faltin E., Becker R., Görlich A.S., Rillig M.C. Microplastics can change soil properties and affect plant performance // Environ. Sci. Technol. 2019. V. 53. P. 6044−6052. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b01339
  14. Dutta S., Haggerty D.K., Rappolee D.A., Ruden D.M. Phthalate exposure and long-term epigenomic consequences: a review // Front. Genet. 2020. V. 11. 405. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.00405
  15. Gao D., Wen Z. Phthalate esters in the environment: a critical review of their occurrence, biodegradation, and removal during wastewater treatment processes // Sci. Total Environ. 2016. V. 541. P. 986–1001.
  16. González-Márquez A., Ahuactzin-Pérez M., Sánchez C. Lentinula edodes grown on di(2-ethylhexyl)phthalate-containing media: mycelial growth and enzyme activities // BioResources. 2015. V. 10. P. 7898–7906. https://doi.org/10.15376/biores.10.4.7898-7906
  17. Hofmann U., Schlosser D. Biochemical and physicochemical processes contributing to the removal of endocrine-disrupting chemicals and pharmaceuticals by the aquatic ascomycete Phoma sp. UHH 5-1-03 // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2016. V. 100. P. 2381–2399. https://doi.org/10.1007/s00253-015-7113-0
  18. Hwang S., Choi H.T., Song H. Biodegradation of endocrine-disrupting phthalates by Pleurotus ostreatus // J. Microbiol. Biotechnol. 2008. V. 18. P. 767–772.
  19. Li H., Dai Q., Yang M., Li F., Liu X., Zhou M., Qian X. Unraveling consequences of soil micro- and nano-plastic pollution on soil-plant system: implications for nitrogen (N) cycling and soil microbial activity // Chemosphere. 2020. V. 260. 127578. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127578
  20. Ma J., Yue H., Li H., Zhang J., Zhang Y., Wang X., Gong S., Liu G. Selective delignification of poplar wood with a newly isolated white‑rot basidiomycete Peniophora incarnata T‑7 by submerged fermentation to enhance saccharification // Biotechnol. Biofuels. 2021. V. 14. P. 135. https://doi.org/10.1186/s13068-021-01986-y
  21. Moiseenko K.V., Glazunova O.A., Shakhova N.V., Savinova O.S., Vasina D.V., Tyazhelova T.V., Psurtseva N.V., Fedorova T.V. Fungal adaptation to the advanced stages of wood decomposition: insights from the Steccherinum ochraceum // Microorganisms. 2019. V. 7. 527. https://doi.org/10.3390/microorganisms7110527
  22. Naveen K.V., Saravanakumar K., Zhang X. Anbazhagan K., Wang M. Impact of environmental phthalate on human health and their bioremediation strategies using fungal cell factory – a review // Environ. Res. 2022. V. 214. 113781. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113781
  23. Savinova O.S., Shabaev A.V., Glazunova O.A. et al. Benzyl butyl phthalate and diisobutyl phthalate biodegradation by white-rot fungus Trametes hirsuta // Appl. Biochem. Microbiol. 2022. V. 58. Suppl. 1. P. S113‒S125. https://doi.org/10.1134/S0003683822100118
  24. Shabaev A.V., Moiseenko K.V., Glazunova O.A. Savinova O.S., Fedorova T.V. Comparative analysis of Peniophora lycii and Trametes hirsuta exoproteomes demonstrates “Shades of Gray” in the concept of white-rotting fungi // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. 10322. https://doi.org/10.3390/ijms231810322
  25. Suárez-Segundo J.L., Vazquez-Lopez D., Torres-Garcia J.L., Ahuactzin-Perez M., Montiel-Martínez N., Tlecuitl-Beristain S., Sánchez C. Growth of colonies and hyphal ultrastructure of filamentous fungi grown on dibutyl phthalate and di(2-ethylhexyl)phthalate // Revista Mexicana de Ingeniería Química. 2013. V. 12. P. 499–504.
  26. Tang Y., Zhang Y., Jiang L., Yang C., Rittmann B.E. Enhanced dimethyl phthalate biodegradation by accelerating phthalic acid di-oxygenation // Biodegradation. 2017. V. 28. P. 413–421. https://doi.org/10.1007/s10532-017-9805-x
  27. Tran H.T., Lin C., Bui H.-T., Nguyen M.K., Cao N.D.T., Mukhtar H., Hoang H.G., Varjani S., Ngo H.H., Nghiem L.D. Phthalates in the environment: characteristics, fate and transport, and advanced wastewater treatment technologies // Bioresour. Technol. 2022. V. 344. 126249. https://doi.org/10.1128/jcm.02479
  28. Weaver J.A., Beverly B.E.J., Keshava N. Mudipalli A., Arzuaga X., Cai C., Hotchkiss A.K., Makris S.L., Yost E.E. Hazards of diethyl phthalate (DEP) exposure: a systematic review of animal toxicology studies // Environ. Int. 2020. V. 145. 105848. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105848
  29. Zhao F., Wang P., Lucardi R.D., Su Z., Li S. Natural sources and bioactivities of 2,4-di-tert-butylphenol and its analogs // Toxins. 2020. V. 12. 35. https://doi.org/10.3390/toxins12010035

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (36KB)
Метаданные
3.

Скачать (165KB)
Метаданные
4.

Скачать (286KB)
Метаданные

© О.С. Савинова, А.В. Шабаев, Т.В. Федорова, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах