Toksičnost hloriranih fenola za lignikolne vrste gljiva Hypoxylon fragiforme i Coniophora puteana
DOI:
https://doi.org/10.54652/rsf.2011.v41.i2.133Ključne riječi:
Chlorinated phenols, fungi, Hypoxylon fragiforme, Coniophora puteanaSažetak
UDK 582.28:547.56
630*81:582.28
Kontaminacija životne sredine hloriranim fenolima dolazi od industrijskih efluenata, otpadaka u poljoprivredi, herbicida hlorfenoksisirćetne kiseline, zatim od heksahlorbenzena, spontanog formiranja hloriranih fenola dezinfekcijom i uklanjanjem mirisa iz vode tokom procesa hloriranja a takođe i odlaganjem otpadnog drveta koje je najčešće zaštićeno pentahlorfenolom i nekim tetrahlorfenolima. Odlaganje i spaljivanje odnosno reciklaža staroga i otpadnog drveta pretstavlja ekološki problem. Jedna od obećavajućih metoda u pogledu rješavanja ovog problema pretstavlja biorazgradnja hloriranih fenola pomoću mikroorganizama a u posljednje vrijeme i pomoću gljiva. U radu je ispitivana toksičnost hloriranih fenola za lignikolne vrste gljiva Hypoxylon fragiforme (Hf) i Coniophora puteana (Cp). Za ove gljive nema podataka da su ranije testirane a poznato je da je gljive bijele truleži (Hf) imaju razvijene nespecifične metode za degradaciju lignina. Gljive smeđe truleži, pak među koje spada Cp, za svoj rast koriste hemicelulozu i celulozu iz ćelijskog zida biljaka, ostavljajući lignin nerazgrađen. Zapaženo je, međutim, da gljive smeđe truleži modificiraju lignin. Lignin, skupa sa celulozom i hemicelulozom, je glavna komponenta drvnog materijala i najobimnija forma aromatskog ugljika u biosferi. Zbog tipova veza i njihove heterogenosti, lignin ne može biti razgrađen hidrolitičkim enzimima kao većina drugih prirodnih polimera (celuloza, škrob, proteini itd). U radu je određivana maksimalna koncentracija osam hloriranih fenola (CP-a) koja nije toksična za odabrane lignikolne gljive. Testirani su 3,4-dihlorfenol; 3,5- dihlorfenol; 2,3,6-trihlorfenol; 2,4,5-trihlorfenol; 2,4,6-trihlorfenol; 2,3,4,6-tetrahlorfenol; 2,3,5,6-tetrahlorfenol i pentahlorfenol. Po 0,1 mL devet otopina CP-a u DMSO različitih koncentracija od 20 do 0,078 mmol/L, dodato je na Whatman papiriće na rubu Petrijeve posudi u kojoj je na sredini inakulirana micelija gljive prečnika 5 mm. Hlorirani fenoli (svaki odvojeno i samo jedne koncentracije), testirani su na toksičnost prema pojedinoj gljivi. Došlo se do rezultata da je maksimalna koncentracija hloriranih fenola koja dopušta rast Hf i Cp gljiva 2,5 mmol/L. U daljem radu praćen je uticaj odabranog seta CP-a koncentracije 2,5 mmol/L.na rast lignikolnih gljiva Hypoxylon fragiforme i Coniophora puteana, tako što je na sterilnoj podlozi, krompirovog dekstrozo agara u Petrijevim posudama inokulirana na sredini po jedna micelija odgovarajuće gljive. Okolo su postavljena tri Whatman papirića pri čemu je na jedan dodano 0,1 mL testirane supstance otopljene u DMSO, (2,5 mmol/L), na drugom 0,1 mL čistog otapala DMSO a na trećem nije bilo supstance (kontrolni papirić). Testovi su provedeni sa tri jednake paralelke. Rezultati testa su pokazali da manju antifungalnu aktivnost hlorirani fenoli pokazuju prema gljivi bijele truleži (Hf ) nego prema gljivi smeđe truleži (Cp). Antifungalna aktivnost CP-a za obje gljive raste sa povećanjem broja supstituiranih atoma hlora. Raspored atoma hlora u molekuli takođe ima određeni uticaj. Takođe, važnu ulogu u antifungalnoj aktivnosti imaju fizičko-hemijske osobine hloriranih fenola, prije svega LogKow, pKa i Henrijeva konstanta i topivost u vodi. Određeno je da CP-i manje topivi u vodu, koji imaju manju vrijednost Henrijeve konstante, nižu vrijednost pKa i višu vrijednost za logKow više su toksičani za gljivu Hf .
References
ALEXANDER, M. (1994): Biodegradation and Bioremediation. Academic Press, San Diego, California.
ANNACHHATRE, A.P., GHEEWALA, S.H. (1996): Biodegradation of chlorinated phenolic compounds. Biotechnology Advances, 14, 35-56.
BAZEL, L., Y. HADAR, P.P. FU., FREEMEN, J.P., CERNIGLIA, C.E. (1996): Initial oxidation products in the metabolism of pyrene, anthracene, fluorene, and dibenzotiophene by the white rot fungus Pleurotus ostreatus. Applied Microbiology and Biotechnology, 62: 2554-2559.
COLLINS, P.J., KOTTERMAN, M.J.J., FIELD, J.A., DOBSON, A.D.W. (1996): Oxidation of anthracene and benzo[a]pyrene by laccases Trametes versikolor. Applied and environmental microbiology, 62: 4563-4567.
CONNELL, D.W. (1997): Basic concepts of environmental chemistry. Boca Raton: CRC Press.
HATAKKA, A. (1994): Lignin-modifying enzymes from selected white-rot fungi: production and role in lignin degradation. FEMS Microbiology Reviews, 13: 125- 135.
HSDB - Hazardous Substances Data Bank, (2004).
HUFF, J. (2001): Sawmill Chemicals and Carcinogens. Environmental Health Perspectives, 109 (3): 209-212.
IARC, (1987): Overall evalutions of carcinogenicity: an updating of IARC Monographs Volumes 1 to 42. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum Suppl 7.
JIN, L., SCHULTZ, T.P., NICOLAS, D.D. (1990): Structural characterization of brown- rotted lignin. Holzforschung, 44: 132-138.
KADHIM, H., GRAHAM, C., BARRATT, P., EVANS, C.S., RASTAL, R.A. (1999): Removal of
phenolic compounds in water using Coriolus versicolor grown on wheat bran. Enzyme and Microbial Technology, 24: 303-307.
KENT, M., JAMES , A. (1983): Riegel`s handbook of industry chemistry. Van Nostrand Reinhold Company, pp. 747-787.
KIRK, T.K., CONNORS, W.J., ZEIKUS, J.G. (1976): Requirement of growth substrate during lignin degradation by two wood rotting fungi. Appied and. Environmental Micrbiology, 32: 192-194.
KOTTERMANN, M.J.J., HEESSELS, E., JONG, DE E., FIELD, J.A. (1994): The psyholigy of anthracene biodegradation by the white-rot fungus Bjerkandera sp. strain BOS55. Applied Microbiology and Biotechnology, 42: 179-186.
KRINGSTAD, K.P., LINDSTRÖM, K. (1984): Spent liquors from pulp bleaching. Environmental science and technology, 18: 236A-248A.
LEONTIEVSKY, A.A., MASOEDOVA, N.M., BASKUNOV, B.P., GOLOVLEVA, L.A., BUCKE, C., EVANS, C.S. (2002a): Transformation of 2,4,6-trichlorophenol by free and immobilized fungal laccase. Applied Microbiology and Biotechnology, 57: 85- 91.
LUNDSTEDT, S. (2003): Analysis of PAHs and their transformation products in contaminated soil and remedial processes, Department of Chemistry, Environmental Chemistry, Umeä University, Sweden.
LYR, H. (1963): Enzymatische Detoxifikation chlorierter phenole. Phytopathol Z, 47: 73-83.
MICALES, J.A., HIGHLY, T.L. (1988): Some physiological characteristics of a non degradative strain of Poria (=Postia) plancenta. Stockholm. Int. Res. Group on Wood Pres. Doc. No. IRG/WP/1341.
MILSTEIN, O., GERSONDE, R., HUTTERMANNL, A., CHENL, M.J., MEISTER, J.J. (1992): Fungal biodegradation of lignopolystirene graft copolymers. Applied Microbiology and Biotechnology, 58: 3225-3232.
PETZ, B. (2004): Osnovne statističke metode za nematematičare, Naklada Slap,. Zagreb, V. izdanje 384
RASPOR, P., SMOLE, M.S., PODJAVORŠEK, J., POHLEVEN, F., GOGALA, N., NEKREP, V.F., ROGELJ, I., HACIN, J. (1995): ZIM-Zbirka Industrijskih Mikroorganizmov Ljibljana. Katalog biokultur, Biotehniška fakulteta, Ljubljana.
SINKKONEN, S., PAASIVIRTA, J. (2000): Polychlorinated organic compounds in the Artic cod liver:trends and profiles. Chemosphere, 40: 619-629.
TUPPURAINEN, K.A., RUOKOJARVI, P.H., ASIKAINEN, A.H., AATAMILA, M., RUUSKANEN, J. (2000): Chlorophenols as precusors of PCDD/Fs in incineration processes: correlation, PLS modeling, and reaction mechanisms. Environmental Science & Technology, 34: 4958-4962.
ULLAH, M.A., BEDFORD, C.T., EVANS, C.S. (2000a): Reactions of pentachlorophenols whit laccase from Coriolus versicolor. Applied Microbiology and Biotechnology, 53: 230-234.
ULLAH, M.A., KADHIM, H., RASTALL, R.A., EVANS, C.S. (2000b): Evalution of solid substrates for aqueous effluents. Applied Microbiology and Biotechnology, 54: 832-837.
VOLLMUTH, S., ZAJC, A., NIESSNER, R. (1994): Formation of polychlorinated dibenzo-p- dioxins and polychlorinated dibenzofurans during the photolysis of pentachlorophenol-containing water. Environmental Science & Technology, 28: 1145-1149.