Wykorzystanie grzyba Nectriella pironii do produkcji lakazopodobnej oksydazy wielomiedziowej i eliminacji toksycznych zanieczyszczeń przemysłu tekstylnego

Abstract

Niniejsza praca doktorska miała na celu wytypowanie mikroorganizmu, wykazującego zdolność do produkcji enzymu o aktywności lakazy i eliminacji barwników przemysłu tekstylnego, amin aromatycznych oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) z jednoczesnym wskazaniem mechanizmów adaptacji drobnoustroju do toksycznych zanieczyszczeń generowanych przez przemysł tekstylny. Charakterystyka lakaz oraz innych enzymów zaliczanych do wielomiedziowych oksydaz, a także ich zastosowanie zostały opisane w P1. W pierwszym etapie pracy, którego wyniki zostały przedstawione w P2, przeprowadzono skrining grzybów wyizolowanych z terenu dawnych Zakładów Przemysłu Barwników „Boruta” w Zgierzu, o zdolności do wytwarzania enzymu o aktywności lakazy. Wskazany drobnoustrój został zidentyfikowany jako Nectriella pironii. Zakres badań, opisanych w P3, obejmował ocenę możliwości grzyba N. pironii do eliminacji amin aromatycznych i barwników azowych. W eksperymentach wykorzystano próbki odcieków pobranych ze składowiska odpadów niebezpiecznych (Z. P. B.) ,,Boruta’’ w Zgierzu. W wyniku przeprowadzonych analiz wykazano, że grzyb N. pironii charakteryzuje się zwiększoną zdolnością do wzrostu w obecności prób pochodzących ze składowiska odpadów niebezpiecznych. Ponadto dowiedziono, iż o-tolidyna podczas hodowli ulega hydroksylacji i/lub przekształceniu do mniej toksycznej pochodnej – 3,3’-dihydroksybenzydyny. W ostatnim etapie pracy, którego rezultaty zostały zawarte w P4, oceniono możliwość eliminacji WWA przez N. pironii w obecności odcieków składowiskowych oraz zidentyfikowano mechanizmy zachodzące w grzybni na skutek adaptacji mikroorganizmu do zanieczyszczeń. Uzyskane wyniki wykazały, iż badany szczep jest w stanie eliminować badane WWA. Uzyskane rezultaty mogą wskazywać na adaptację grzyba N. pironii do czynnika stresowego i/lub zdolność do detoksykacji zanieczyszczenia po jego uprzedniej biotransformacji do mniej toksycznych półproduktów.

The aim was the selection of a microorganism showing the ability to produce enzyme with laccase activity and eliminate textile industry dyes, aromatic amines and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), and the indication of the mechanisms of this microorganism’s adaptation to toxic pollutants of textile industry. The characteristics of laccases and other enzymes classified as multicopper oxidases and their application had been described in review P1. The first stage of the work (P2) involved screening of fungi isolated from the area of the former "Boruta" Dye Industry Plant in Zgierz, and characterized by the ability to produce enzymes with laccase activity. The indicated microorganism was identified as Nectriella pironii. The scope of the research described in P3 included the assessment of the ability of the tested fungus to eliminate aromatic amines and azo dyes. In addition, in these experiments samples of leachates collected from the hazardous waste landfill were used. The fungus was characterized by an increased ability to grow in the presence of samples from a hazardous waste landfill and during cultivation o-tolidine underwent hydroxylation and/or conversion to a less toxic derivative, 3,3’-dihydroxybenzidine. In the last stage (P4), the possibility of PAH elimination by N. pironii in the presence of landfill leachates was evaluated. The mechanisms occurring in the mycelium as a result of the adaptation to contamination were identified. The results obtained might indicate the adaptation of N. pironii to stress factors and/or its ability to detoxify the contaminants after biotransformation to less toxic intermediates.