Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Facendo uso dei batteri anaerobici per la biodegradazione di plastica

Uno studio pubblicato dalla società per microbiologia applicata nei loro rapporti ambientali di microbiologia del giornale ha descritto come i componenti principali della plastica possono essere degradati dai microrganismi anaerobici ed aerobici. Questo modulo adi strategia basata a microrganismo per la gestione dei rifiuti di plastica rappresenta un romanzo, mezzi sostenibili di eliminazione della plastica dall'ambiente.

biodegradazione di plasticaCrediti di immagine: Kateryna Kon/Shutterstock.com

Gli autori del profilo del minireview come i composti costituenti principali della plastica - che comprendono l'acido ftalico dei composti organici (PA), acido isoftalico (IPA) ed acido tereftalico (TPA) - possono essere conforme alla biodegradazione. Inoltre, il gruppo impressiona sull'importanza ambientale della biodegradazione anaerobica come modo possibile e evolutivo agire in tal modo.

I tre isomeri: componenti importanti dei plastificanti e dei polimeri

Gli acidi ftalici sono le componenti essenziali della plastica. Questi polimeri organici sintetici offrono i mezzi economici di imballaggio della produzione e la loro domanda si pensa che vedi la produzione annuale mondiale della plastica raddoppiarsi a 600 milioni di tonnellate in 20 anni. Malgrado questo, sono responsabili dei problemi ambientali e la salubrità interessa universalmente.

Lo spreco della plastica occupa i materiali di riporto e gli oceani in cui mettono in pericolo la fauna selvatica locale ed interrompono gli ecosistemi. Sebbene riciclare rappresenti un'opzione per la limitazione della produzione di plastica nuova, questo materiale soprattutto è compreso nei prodotti secondari che offrono una qualità diminuita dei beni materiali. Inoltre, riciclare non impedisce l'entrata degli agenti inquinanti microplastici negli ecosistemi marini.

Queste sfide in corso hanno motivato lo sviluppo di guidato da organica avvicinato a alla gestione dei rifiuti di plastica compreso la biodegradazione.

Vie di degradazione

La degradazione anaerobica ed aerobica di PA, di IPA e di TPA differisce sostanzialmente in microrganismi. I microrganismi aerobici introducono una funzionalità dell'idrossile via i dioxygenases. Ciò aumenta liberamente la probabilità della decarbossilazione successiva via le deidrogenasi o le decarbossilasi aromatizzanti del ‐ del cofattore.

I batteri anaerobici, tuttavia, impiegano le ligasi del CoA o le transferasi del CoA per attivare gli isomeri di PA; questi poi sono decarbossilati dalle decarbossilasi per produrre il benzoile-CoA. Queste decarbossilasi rientrano nella famiglia degli enzimi di UbiD e sono caratterizzate da un cofattore prenylated del mononucleotide (FMN) di flavin.

Questo cofattore è essenziale per il successo meccanicistico della decarbossilazione. Una sfida di memoria della decarbossilazione è il bloccaggio del composto intermedio altamente instabile del CoA del ‐ di A, che si attenua dalla sovrapproduzione della decarbossilasi del CoA del ‐ di phthaloyl.

Biodegradazione dell'acido ftalico

Il PA forma le particelle elementari per i polimeri di plastica. Sono collegati dai legami d'estere che richiedono l'idratazione in eccesso prima che gli enzimi idrolitici possano accedere alle obbligazioni per fenditura. La natura resistente del ‐ dell'acqua della plastica rende questa difficile. Accoppiato con il grande dispendio energetico connesso con la produzione e la secrezione di questi enzimi dai batteri, la ripartizione di plastica è non vitale; l'energia metabolica rilasciata dai prodotti non fa spesa l'energia della ripartizione.

Enzimi e metaboliti in questione nella degradazione anaerobica di PA

La comprensione di PA è raggiunta da una proteina e da un trasportatore obbligatori periplasmici della TRAPPOLA. Una volta nella cella, CoA del ‐ di succinyl: la transferasi del CoA del ftalato (SPT) converte il PA in CoA instabile del ‐ di phthaloyl. Il secondo punto nella degradazione anaerobica di PA è la sua decarbossilazione, catalizzata dalla decarbossilasi del CoA del ‐ di phthaloyl (PCD). Ciò appartiene alla famiglia di UbiD.

Il CoA altamente labile del ‐ di phthaloyl rappresenta una sfida di degradazione anaerobica di PA; a causa di questo, la formazione di complesso di PCD e di SPT è stata creduta per accadere. Tuttavia, la concentrazione cellulare stimata di PCD è stata trovata per essere un popolare di 250 ‐ superiore al suo CoA del ‐ di phthaloyl del substrato. Ciò assicura che il phthaloyl-CoA efficientemente sia catturato e decarbossilato. La degradazione via questo composto intermedio rappresenta una via xenobiotic male ottimizzata di degradazione

L'evoluzione delle vie di degradazione di PA

Le vie di degradazione impiegate tipicamente dai batteri comprendono l'idrolisi ai diversi isomeri ed agli alcool di PA. Ciò è seguita dalla decarbossilazione dell'una o l'altra delle due entità dell'acido carbossilico. Questo punto è meccanicistico difficile da raggiungere a causa dei composti intermedi dell'alta energia formati negativamente come conseguenza - del gruppo fatto pagare. Come tale, l'attivazione di PA è preferita.

Per aggirare l'emissione, l'organismo attuale della ricerca ha veduto lo sviluppo di due aerobici e di strategie anaerobiche una per compire la decarbossilazione. Ciò include:

  1. L'introduzione dei gruppi di idrossile direttamente ad un gruppo carbossilico di IPA e di TPA da un dioxygenase nelle circostanze aerobiche. Ciò produce i dieni cis del ‐ del diolo del ‐ che possono essere decarbossilati
  2. La degradazione aerobica di PA continua via i composti intermedi del dihydroxyphthalate che aumenta la probabilità di riuscita decarbossilazione dovuto il posizionamento dei gruppi carbossilici
  3. Il PA, IPA e TPA allora elaborati via il thioesterification (produzione di un tioestere reattivo) seguito dalla decarbossilazione dal ‐ di UbiD gradiscono le decarbossilasi

Come questa attivazione provoca la decarbossilazione resta determinare; ci sono corrente sforzi in corso per delucidare la struttura del ‐ di UbiD come le decarbossilasi applicato nella degradazione di tutti e tre gli isomeri di PA. È creduto che il meccanismo delle decarbossilasi del CoA del ‐ di phthaloyl e del CoA del ‐ di terephthaloyl dovrebbe essere simile ma a parte dalla decarbossilasi del CoA del ‐ di sophthaloyl.

CoA del ‐ di Phthaloyl: Un composto intermedio altamente instabile

Il composto intermedio del CoA del ‐ di phthaloyl è un povero tioestere poichè subisce i cicli di idrolisi inutile. Di conseguenza, la degradazione anaerobica del ftalato via il CoA del ‐ di phthaloyl è dispendiosa. Mentre il PA è conosciuto come composto intermedio di degradazione aerobica, non caratterizza nella via anaerobica. Ciò colloca la soluzione anaerobica come mezzi possibili per la degradazione della plastica.

Il gruppo spera che l'evoluzione della via anaerobica provochi la formazione di complesso fra il CoA del ‐ di Succinyl: decarbossilasi della transferasi del CoA del ftalato (SPT) e del CoA del ‐ di phthaloyl (PCD). Ciò permetterà al trasferimento diretto del CoA del ‐ di phthaloyl fra i siti attivi, eliminante la labilità del composto intermedio. Questa strategia è stata osservata per i composti intermedi similmente altamente reattivi altrove nell'ambiente.

Sorgente

Capsula, 2020) degradazioni microbiche di m. et al. (dei ftalati: biochimica ed implicazioni ambientali. La microbiologia ambientale riferisce il doi: 10.1111/1758-2229.12787

Last Updated: Mar 10, 2020

Hidaya Aliouche

Written by

Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Aliouche, Hidaya. (2020, March 10). Facendo uso dei batteri anaerobici per la biodegradazione di plastica. News-Medical. Retrieved on August 06, 2020 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Using-Anaerobic-Bacteria-for-Plastic-Biodegradation.aspx.

  • MLA

    Aliouche, Hidaya. "Facendo uso dei batteri anaerobici per la biodegradazione di plastica". News-Medical. 06 August 2020. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Using-Anaerobic-Bacteria-for-Plastic-Biodegradation.aspx>.

  • Chicago

    Aliouche, Hidaya. "Facendo uso dei batteri anaerobici per la biodegradazione di plastica". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Using-Anaerobic-Bacteria-for-Plastic-Biodegradation.aspx. (accessed August 06, 2020).

  • Harvard

    Aliouche, Hidaya. 2020. Facendo uso dei batteri anaerobici per la biodegradazione di plastica. News-Medical, viewed 06 August 2020, https://www.news-medical.net/life-sciences/Using-Anaerobic-Bacteria-for-Plastic-Biodegradation.aspx.

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News Medical.