ВПЛИВ БІСФЕНОЛУ А НА ЛІГНІНПЕРОКСИДАЗНУ АКТИВНІСТЬ CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM ТА MICROCOCCUS LUTEUS
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2024.02.223Ключові слова:
Бісфенол А (BPA), вплив BPA, хімічні забруднювачі, біоремедіація, лігнінпероксидаза (LiP), ксенобіотикАнотація
Бісфенол A (BPA) є важливим індустріальним компонентом, що використовується у виробництві пластмас, зокрема полікарбонатів. Це дослідження розгортається на тлі зростаючого інтересу до розуміння екологічних ризиків, пов’язаних із забрудненням навколишнього середовища, викликаним BPA. BPA було виявлено в різних середовищах довкілля та тканинах організмів. Полютант зумовлює пошкодження репродуктивних органів, щитоподібної залози та мозкових тканин, особливо на ранніх етапах розвитку тварин та людини. Відомо, що молекулярна основа руйнівної дії бісфенолу А полягає у зниженні активності антиоксидантних ферментів, таких як супероксиддисмутаза (SOD), каталаза та глутатіонпероксидаза (GSH-Px), а також у стимулюванні пероксидного окислення ліпідів і накопиченні активних форм кисню (АФК), що негативно впливає на антиоксидантну систему і погіршує функціонування мітохондрій (Coppola, 2023). Це спричиняє порушення функціонування репродуктивної, метаболічної та імунної систем, а також процеси нейророзвитку. Мікробна деградація є ефективним методом рекультивації навколишнього середовища. Найважливішими ензимами перетворення бісфенолу А є лігнінолітичні ферменти такі як лігнін пероксидаза, лакказа та манганпероксидаза (Amaro Bittencourt, 2023). Однак BPA також є біотоксичним для мікроорганізмів. Було встановлено, що BPA чинить токсичний вплив на мікроорганізми, інгібуючи їхній ріст і порушуючи метаболічні процеси. Його пригнічувальна дія, як і у більшості токсичних речовин, посилюється зі збільшенням концентрації (Park, 2023).
У цьому дослідженні використовували грампозитивні мікроорганізми C.glutamicum і M.luteus з метою аналізу зміни вмісту білка в культуральному середовищі та активності лігнінпероксидази за умови внесення в середовище Бісфенол А в концентрації 7,5 мг/мл. Експериметальні дані показують, що присутність BPA в середовищі культивування спричиняє підвищення активності лігнінпероксидази, що свідчить про адаптаційні механізми бактерій для розщеплення токсичної сполуки. Це дослідження також демонструє, що збільшення вмісту білка в клітинах мікроорганізмів, обумовлене агресивним впливом ксенобіотика, може бути результатом активізації метаболічних шляхів, що відповідають за детоксикацію. Отримані результати підкреслюють необхідність подальшого вивчення мікробних механізмів біоремедіації, що може стати основою для розробки ефективних технологій очищення навколишнього середовища контамінованого Бісфенолом А.
Посилання
1. Coppola, L., & La Rocca, C. (2023). Special Issue "Molecular Mechanisms of Bisphenol A Toxicity and Effects of Environmental Levels on Health". International journal of molecular sciences, 24(9), 8028. https://doi.org/10.3390/ijms24098028
2. Amaro Bittencourt, G., Vandenberghe, L. P. S., Martínez-Burgos, W. J., Valladares-Diestra, K. K., Murawski de Mello, A. F., Maske, B. L., Brar, S. K., Varjani, S., de Melo Pereira, G. V., & Soccol, C. R. (2023). Emerging contaminants bioremediation by enzyme and nanozyme-based processes - A review. iScience, 26(6), 106785. https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106785
3. Park, Y. K., & Chin, Y. W. (2023). Degradation of Bisphenol A by Bacillus subtilis P74 Isolated from Traditional Fermented Soybean Foods. Microorganisms, 11(9), 2132. https://doi.org/10.3390/microorganisms11092132
4. Costa, H. E., & Cairrao, E. (2024). Effect of bisphenol A on the neurological system: a review update. Archives of toxicology, 98(1), 1–73. https://doi.org/10.1007/s00204-023-03614-0
5. Vasiljevic, T., & Harner, T. (2021). Bisphenol A and its analogues in outdoor and indoor air: Properties, sources and global levels. Science of The Total Environment, 789, 148013. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148013
6. Corrales, J., Kristofco, L. A., Steele, W. B., Yates, B. S., Breed, C. S., Williams, E. S., & Brooks, B. W. (2015). Global Assessment of Bisphenol A in the Environment: Review and Analysis of Its Occurrence and Bioaccumulation. Dose-response : a publication of International Hormesis Society, 13(3), 1559325815598308. https://doi.org/10.1177/1559325815598308
7. 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
8. de Morais Farias, J., & Krepsky, N. (2022). Bacterial degradation of bisphenol analogues: an overview. Environmental science and pollution research international, 29(51), 76543–76564. https://doi.org/10.1007/s11356-022-23035-3
9. Lowry O., Rosebrough N., Farr A., et al. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951;193:265–75.
10. Ingale S., Patel K., Sarma H. et al. Bacterial Biodegradation of Bisphenol A (BPA). Biotechnology for Sustainable Environment. Singapore. 2021:95–110. https://doi.org/10.1007/978-981-16-1955-7_4
11. 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
12. Hąc-Wydro, K., Połeć, K., & Broniatowski, M. (2019). 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, 289, 111136. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111136
13. Grgas, D., Rukavina, M., Bešlo, D., Štefanac, T., Crnek, V., Šikić, T., Habuda-Stanić, M., & Landeka Dragičević, T. (2023). The Bacterial Degradation of Lignin - A Review. Water, 15(7), 1272. https://doi.org/10.3390/w15071272
14. Lee, S., Kang, M., Bae, J. H., Sohn, J. H., & Sung, B. H. (2019). Bacterial Valorization of Lignin: Strains, Enzymes, Conversion Pathways, Biosensors, and Perspectives. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 7, 209. https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00209
