ВПЛИВ ПОРОШКОПОДІБНОГО БІСФЕНОЛУ А НА РОЗВИТОК CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM ТА MICROCOCCUS LUTEUS
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2024.01.041Ключові слова:
бісфенол А (ВРА), вплив BPA, хімічні забруднювачі, розвиток мікроорганізмів, біоремедіаціяАнотація
Бісфенол А (BPA) є важливим мономером у виробництві полікарбонатного пластику та його похідних. Щоденне та повсюдне використання BPA-продуктів призвело до широкого розповсюдження ВРА у воді, ґрунті та атмосфері, що визначає його як полютанта та ксенобіотика. Вплив хімічної речовини пов’язаний з порушенням роботи ендокринної, нервової, імунної та репродуктивної систем. Сьогодні активно досліджуються методи ефективного видалення бісфенолу А з навколишнього середовища, в тому числі за рахунок ферментативної активності мікроорганізмів. У літературі зустрічаються чисельні дані щодо впливу розчиненого ксенобіотику на життєдіяльність мікроорганізмів, проте відсутні дані про ефекти, що спричиняє бісфенол А у твердій порошковій формі. У роботі досліджували впливу порошкоподібного бісфенолу А у концентраціях, що значно перевищують виявлений вміст у грунтах, на розвиток та лігнінпероксидазну активність Corynebacterium glutamicum та Micrococcus luteus.
Встановлено, що полютант в порошковій формі здатен інгібувати розвиток обох досліджуваних видів прокаріот уже через 24 год культивування. Діаметр лізису колоній варіював в межах 0,4-0,7 см для M. luteus та 0,5-0,9 см для C. glutamicum, залежно від внесеної дози полютанта. Для C. glutamicum зафіксовано пролонгований деструктивний вплив сполуки, вважаючи на зростання діаметру лізису колоній аж до 168 год експерименту. Для M. luteus, максимальний гальмівний ефект встановлений через 48 год культивування, надалі достовірних відмінностей показника не візначали.
Відзначено, що при внесенні порошкової форми БФА в усіх досліджуваних концентраціях, найбільшою мірою у концентрації 7,5 мг/мл в рідке поживне середовище, при культивуванні мікроорганізмів зростають і вміст загального протеїну і активність лігнінпероксидази. Ймовірно, що такі результати можна пояснити дією бісфенолу А на мікроорганізми як стресового чинника. За таких умов, ймовірно, починають синтезуватися та активізуватися захисні механізми бактерій, в тому числі й ті, що сприяють утилізації бісфенолу А.
Посилання
Nomiri, S., Hoshyar, R., Ambrosino, C., Tyler, C. R., & Mansouri, B. (2019). A mini review of bisphenol A (BPA) effects on cancer-related cellular signaling pathways. Environmental science and pollution research international, 26(9), 8459–8467. https://doi.org/10.1007/s11356-019-04228-9
Molina-López, A. M., Bujalance-Reyes, F., Ayala-Soldado, N., Mora-Medina, R., Lora-Benítez, A., & Moyano-Salvago, R. (2023). An Overview of the Health Effects of Bisphenol A from a One Health Perspective. Animals : an open access journal from MDPI, 13(15), 2439. https://doi.org/10.3390/ani13152439
Lee, J., Choi, K., Park, J., Moon, H. B., Choi, G., Lee, J. J., Suh, E., Kim, H. J., Eun, S. H., Kim, G. H., Cho, G. J., Kim, S. K., Kim, S., Kim, S. Y., Kim, S., Eom, S., Choi, S., Kim, Y. D., & Kim, S. (2018). Bisphenol A distribution in serum, urine, placenta, breast milk, and umbilical cord serum in a birth panel of mother-neonate pairs. The Science of the total environment, 626, 1494–1501. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.10.042
Besaratinia A. (2023). The State of Research and Weight of Evidence on the Epigenetic Effects of Bisphenol A. International journal of molecular sciences, 24(9), 7951. https://doi.org/10.3390/ijms24097951
Sirasanagandla, S. R., Al-Huseini, I., Sakr, H., Moqadass, M., Das, S., Juliana, N., & Abu, I. F. (2022). Natural Products in Mitigation of Bisphenol A Toxicity: Future Therapeutic Use. Molecules (Basel, Switzerland), 27(17), 5384. https://doi.org/10.3390/molecules27175384
Kim, D., Kwak, J. I., & An, Y. J. (2018). Effects of bisphenol A in soil on growth, photosynthesis activity, and genistein levels in crop plants (Vigna radiata). Chemosphere, 209, 875–882. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.06.146
Manzoor, M. F., Tariq, T., Fatima, B., Sahar, A., Tariq, F., Munir, S., Khan, S., Nawaz Ranjha, M. M. A., Sameen, A., Zeng, X. A., & Ibrahim, S. A. (2022). An insight into bisphenol A, food exposure and its adverse effects on health: A review. Frontiers in nutrition, 9, 1047827. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.1047827
Yu, K., Yi, S., Li, B., Guo, F., Peng, X., Wang, Z., Wu, Y., Alvarez-Cohen, L., & Zhang, T. (2019). An integrated meta-omics approach reveals substrates involved in synergistic interactions in a bisphenol A (BPA)-degrading microbial community. Microbiome, 7(1), 16. https://doi.org/10.1186/s40168-019-0634-5
Endo, Y., Kimura, N., Ikeda, I., Fujimoto, K., & Kimoto, H. (2007). Adsorption of bisphenol A by lactic acid bacteria, Lactococcus, strains. Applied microbiology and biotechnology, 74(1), 202–207. https://doi.org/10.1007/s00253-006-0632-y
Singh, A. K., Katari, S. K., Umamaheswari, A., & Raj, A. (2021). In silico exploration of lignin peroxidase for unraveling the degradation mechanism employing lignin model compounds. RSC advances, 11(24), 14632–14653. https://doi.org/10.1039/d0ra10840e
Santos, J. D. S., Pontes, M. D. S., de Souza, M. B., Fernandes, S. Y., Azevedo, R. A., de Arruda, G. J., & Santiago, E. F. (2023). Toxicity of bisphenol A (BPA) and its analogues BPF and BPS on the free-floating macrophyte Salvinia biloba. Chemosphere, 343, 140235. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140235
Matsumura, Y., Akahira-Moriya, A., & Sasaki-Mori, M. (2015). Bioremediation of bisphenol-A polluted soil by Sphingomonas bisphenolicum AO1 and the microbial community existing in the soil. Biocontrol science, 20(1), 35–42. https://doi.org/10.4265/bio.20.35
Kuyukina, M. S., Ivshina, I. B., Korshunova, I. O., Stukova, G. I., & Krivoruchko, A. V. (2016). Diverse effects of a biosurfactant from Rhodococcus ruber IEGM 231 on the adhesion of resting and growing bacteria to polystyrene. AMB Express, 6(1), 14. https://doi.org/10.1186/s13568-016-0186-z
Ingale, S., Patel, K., Sarma, H., Joshi, S.J. (2021). Bacterial Biodegradation of Bisphenol A (BPA). In: Joshi, S.J., Deshmukh, A., Sarma, H. (eds) Biotechnology for Sustainable Environment. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-16-1955-7_4
Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A. L., & Randall, R. J. (1951). Protein measurement with the Folin phenol reagent. The Journal of biological chemistry, 193(1), 265–275.
Jia, Y., Eltoukhy, A., Wang, J., Li, X., Hlaing, T. S., Aung, M. M., Nwe, M. T., Lamraoui, I., & Yan, Y. (2020). Biodegradation of Bisphenol A by Sphingobium sp. YC-JY1 and the Essential Role of Cytochrome P450 Monooxygenase. International journal of molecular sciences, 21(10), 3588. https://doi.org/10.3390/ijms21103588
Kobroob, A., Peerapanyasut, W., Chattipakorn, N., & Wongmekiat, O. (2018). Damaging Effects of Bisphenol A on the Kidney and the Protection by Melatonin: Emerging Evidences from In Vivo and In Vitro Studies. Oxidative medicine and cellular longevity, 2018, 3082438. https://doi.org/10.1155/2018/3082438
Hąc-Wydro K., Połeć K., Broniatowski M. The comparative analysis of the effect of environmental toxicants: Bisphenol A, S and F on model plant, fungi and bacteria membranes. The studies on multicomponent systems. Journal of Molecular Liquids. 2019. Vol. 289. P. 111136. URL: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111136 (date of access: 01.07.2024).
Tian, K., Yu, Y., Qiu, Q., Sun, X., Meng, F., Bi, Y., Gu, J., Wang, Y., Zhang, F., & Huo, H. (2022). Mechanisms of BPA Degradation and Toxicity Resistance in Rhodococcus equi. Microorganisms, 11(1), 67. https://doi.org/10.3390/microorganisms11010067.
