Mikoremedijacija
 |
Datum unosa: oktobar—decembar 2023. Vikipedijanci: Ova grupa učenika će pisati članke na podstranicama, gde će ostati do kraja perioda unosa i ocenjivanja. Pozovamo vas da pomognete učenicima i date im smernice tokom izrade. |
Mikoremedijacija je skup porcesa kojim se gljive koriste kako bi se uklonile zagađujuće supstance iz životne sredine. Ovaj pristup je ekonomičan i ekološki prihvatljiv, jer gljive mogu efikasno da uklone različite toksične supstance iz zagađene sredine ili otpadnih voda. Iako je termin "gljive" širok i uključuje i makroskopske gljive (poput pečuraka), u kontekstu mikoremedijacije često se odnosi na mikroskopske gljive.
Gljive su široko rasprostranjeni hemoheterotrofni organizmi, prisutni u kopnenim i vodenim sredinama.[1] Većina poznatih gljiva su aerobne i stoga naseljavaju oksidativna okruženja, mada su anaerobne gljive pronađene u zonama sa minimalnim količinama kiseonika, kao što su okeani ili digestivni trakti životinja.[1] Gljive su poznate kao degradatori kompleksnih organskih materijala, uključujući lignin i celulozu, kao i drugih materijala biljnog porekla koji su česti otpad u poljoprivredi.[1] Zahvaljujući svojim intra- i ekstracelularnim enzimskim kompleksima i sposobnosti izlučivanja kiselina, gljive mogu da metabolišu širok spektar jedinjenja, uključujući i neorganske i organske zagađujuće supstance. Enzimi gljiva često se karakterišu niskom specifičnošću prema supstratu.[1] Paradoksalno, to predstavlja prednost, jer nespecifični enzimi katalizuju širok spektar reakcija omogućavajući gljivama da koriste raznovrsna jedinjenja kao izvor ugljenika i energije.[1] Biodegradacione sposobnosti gljiva gotovo su univerzalno povezane sa oksidativnim enzimskim reakcijama posredovanim raznovrsnim skupom oksidaza i peroksidaza.[1] Stoga, gljive obično zahtevaju oksidativno okruženje za svoje funkcije.
Enzimske sposobnosti gljiva su klasifikovane u intra- i ekstracelularne procese.[1] Najviše proučavani ekstracelularni enzimi gljiva su različite oksidoreduktaze, posebno lakaze, koje koriste kiseonik, i peroksidaze (mangan peroksidaza, lignin peroksidaza), koje koriste H2O2 kao terminalni akceptor elektrona.[1][2] Među najpoznatijim ekstracelularnim reakcijama koje razgrađuju zagađujuće supstance su oksidacije hidroksil-radikalima, koji raskidaju dvostruke veze u cikličnim ili alifatičnim strukturama.[2] Hidroksil-radikali potiču od kinonskog ciklusa nakon delovanja lakaza ili hidroksilacija zavisna o peroksidu. Obe ove reakcije su egzergone prirode (oslobađaju energiju) i omogućavaju razgradnju kompleksnih struktura zagađujućih supstanci u lakše razgradljive metaboličke intermedijere.
Mikoremedijacija poliaromatičnih ugljovodonika (PAH)[uredi | uredi izvor]
Mikoremedijacija poliaromatičnih ugljovodonika (PAH) predstavlja efikasan pristup uklanjanju ovih organskih zagađivača iz životne sredine. PAH, koji se često oslobađaju tokom izlivanja nafte i nepotpunog sagorevanja uglja i drveta, predstavljaju ozbiljan rizik za ljudsko zdravlje i okolinu.[3]
_P._Kumm_116409_cropped.jpg)
Eksperimenti koje su izveli Valentin i saradnika istraživali su sposobnost gljiva iz roda Bjerkandera da podstaknu razgradnju štetnih jedinjenja poput pirena, dibenzotiofena i fenalena u reaktoru s muljem.[3][4] Pleurotus ostreatus je takođe identifikovan kao koristan u procesu uklanjanja PAH-ova.[4]
Efikasnost uklanjanja ugljovodonika iz nafte od strane Pleurotus tuber-regium varirala je u zavisnosti od stepena kontaminacije. Na stopama kontaminacije od 1,0%, 2,5% i 5,0%, efikasnost uklanjanja bila je 20%, 18,7% i 18,8%. Tokom trogodišnjeg perioda na istim nivoima kontaminacije, efikasnost uklanjanja je značajno porasla na oko 40%, 39% i 38%.[4]
Analiza 16S rRNA pruža uvid u dinamiku konzorcijuma mikroba u procesu remedijacije PAH. Enzimi poput mangan peroksidaze, proizvedeni tokom ovog procesa, doprinose efikasnosti remedijacije. Ganoderma lucidumse izdvaja kao efikasan agens u razgradnji fenantrena i pirena. Soj Pycnoporus sanguineus pokazuje visoku aktivnost lakaze pri čemu degraduje antracen u in vivo uslovima.[4] Primenom sojeva Trichoderma asperellum H15 istraživači su zabeležili značajnu razgradnju fenantrena u zemlji koja je bila teško kontaminirana.[4]
Gljive koje su ograničeno nastanjene u zagađenim obalnim slanim nanosima, poput Fusarium solani, pokazuju sposobnost razgradnje aromatičnih ugljovodonika. Ovo sugeriše na potencijal ovih gljiva da se koriste u procesu bioremedijacije na zagađenim obalama, gde su aromatični ugljovodonici česti zagađivači.[4]
Pleurotus ostreatus, još jedna vrsta gljive, takođe se ističe u procesu eliminacije organskih hlorovanih jedinjenja. To uključuje zagađivače poput DDT-a, HCH-a, aldrina i dieldrina. Ova organska hlorovana jedinjenja često su prisutni kao zagađjujuće supstance u životnoj sredini, a sposobnost Pleurotus ostreatus da ih eliminiše čini je korisnom u postupku bioremedijacije.[4]
Trichoderma viride je identifikovan kao efikasan uklanjač ciklodina, uključujući aldrin i dieldrin. Ovo ukazuje na sposobnost ovog soja gljive da se bori protiv zagađivača koji spadaju u klasu ciklodiina, koji su takođe široko rasprostranjeni i potencijalno opasni po životnu sredinu.[4] Gljive Penicillium sp., Rhizopus sp., Aspergillus niger, Aspergillus terrus i Cochliobolus lutanus, pokazale su sposobnost razgradnje ugljovodonika iz nafte.[4]
Pleurotus ostreatus, poznat kao bukovača, ne samo da razgrađuje ugljovodonike, već poseduje i terapeutska svojstva poput antioksidativnih, antikancerogenih, imunostimulativnih i antiinflamatornih. Ova gljiva je pokazala sposobnost da prenosi vodu, hranu, bakterije i zagađivače duž micelija, što omogućava ravnomernu distribuciju resursa za razgradnju zagađivača.[5]
Mikoremedijacija farmaceutika[uredi | uredi izvor]
Kako vodene tako i gljive izazivači belog truljenja su obećavajući kandidati za tretman farmaceutskog otpada. Među njima, vodena gljiva Mucor hiemalis pokazala se sposobnom da ukloni acetaminofen iz zagađenih voda farmaceutskih otpadaka. Takođe je bila u mogućnosti da apsorbuje i ukloni drugi lek diklofenak. Gljiva Trametes versicolor apsorbovala je naproksen i njegove intermedijere do nedetektabilnih nivoa u roku od 6 sati. T. versicolor je mogla da razgradi analgetik ketoprofen. U procesu razgradnje naproksema i ketoprofena od strane T. versicolor, ukazuje se na značaj ligninolitičkih enzima i citohroma 450 u mikoremedijaciji. T. versicolor takođe može da razgradi druge lekove poput kodeina, diazepama, karbamazepina, metoprolola, pri čemu su ovi eksperimenti izvedeni unutar bioreaktora. Phanerochaete chrysosporium može izvršiti oksidativnu degradaciju različitih antiinflamatornih lekova unutar reaktora sa dodavanjem supstrata. Micelije jestive gljive Lentinula edodes razgradile su antiinflamatorni lek piroksikam. Ova gljiva luči različite enzime sa oksidacionom aktivnošću, što može biti mehanizam za oksidativnu degradaciju piroksikama. Studije su takođe pokazale ulogu biosorpcije u uklanjanju farmaceutskih lekova.[6]
Mikoremedijacija antibiotika[uredi | uredi izvor]
Antibiotici su jedna od glavnih klasa lekova široko korišćenih širom sveta. Mnogi antibiotici takođe dospevaju u životnu sredinu putem ispuštanja iz farmaceutskih industrija, odlaganja nepotrošenih antibiotika, fekalija i urina, otpada iz bolnica i nepažljive upotrebe u stočarstvu i akvakulturi.[6] Ispuštanje antibiotika u životnu sredinu može uticati na ekonomiju, životnu sredinu i javno zdravlje.
Mikoremedijacija može biti ekonomska, ekološki prihvatljiva i sigurnija alternativa različitim fizičkim i hemijskim metodama za tretman vode zagađene antibioticima. Istraživanja pokazuju da su različite gljive sposobne da eliminišu antibiotike poput bifonazola, klotrimazola, sulfonamida, oksacilina, oksitetraciklina i fluorohinolona.[6] Gljiva Pleurotus ostreatus apsorbovala je oksitetraciklin i eliminisala antibiotik iz tečne kulture za samo dve nedelje. Nije pokazana aktivnost enzima lakaze u razgradnji oksitetraciklina.[6] Međutim, u razgradnji različitih izoksazolilpenicilina poput oksacilina i dikloksacilina od strane kolumbijskog soja Leptosphaerulina sp. ukazuje se na ulogu ligninolitičkih enzima versatilne peroksidaze i lakaze.[6] U razgradnji različitih fluorohinolonskih antibiotika poput ciprofloksacina i ofloksacina od strane Trametes versicolor, od značaja su ligninolitički enzimi zajedno sa sistemom citohroma 450.[6] T. versicolor takođe je eliminisao sulfametazin do nedetektabilnih nivoa.[6] Gljiva Irpex lacteus, koja ima ligninolitičke karakteristike, efikasno i brzo je razgradila fluorohinolonske antibiotike poput flumekvina, ciprofloksacina i ofloksacina.[6] Irpex lacteus takođe je uklonio rezidualnu antibakterijsku aktivnost norfloksacina i ofloksacina, a u procesu razgradnje učestvovao je enzim mangan peroksidaza. Slično tome, antifungalni lekovi bifonazol i klotrimazol takođe su apsorbovani i eliminisani od strane micelija jestive gljive Lentinula edodes.[6]
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ a b v g d đ e ž Vaksmaa, Annika; Guerrero-Cruz, Simon; Ghosh, Pooja; Zeghal, Emna; Hernando-Morales, Victor; Niemann, Helge (2023-03-06). „Role of fungi in bioremediation of emerging pollutants”. Frontiers in Marine Science. 10. ISSN 2296-7745. doi:10.3389/fmars.2023.1070905.
- ^ a b Hofrichter, Martin; Ullrich, René; Pecyna, Marek J.; Liers, Christiane; Lundell, Taina (2010-05-22). „New and classic families of secreted fungal heme peroxidases”. Applied Microbiology and Biotechnology. 87 (3): 871—897. ISSN 0175-7598. doi:10.1007/s00253-010-2633-0.
- ^ a b Mishra, Manisha; Srivastava, Deepa (2020-12-30). „Mycoremediation: A Step towards Sustainability”. INTERNATIONAL JOURNAL OF PLANT AND ENVIRONMENT. 6 (04): 298—305. ISSN 2455-202X. doi:10.18811/ijpen.v6i04.09.
- ^ a b v g d đ e ž z Valentín, L.; Lu-Chau, T.A.; López, C.; Feijoo, G.; Moreira, M.T.; Lema, J.M. (april 2007). „Biodegradation of dibenzothiophene, fluoranthene, pyrene and chrysene in a soil slurry reactor by the white-rot fungus Bjerkandera sp. BOS55”. Process Biochemistry. 42 (4): 641—648. ISSN 1359-5113. doi:10.1016/j.procbio.2006.11.011.
- ^ Akpasi, Stephen Okiemute; Anekwe, Ifeanyi Michael Smarte; Tetteh, Emmanuel Kweinor; Amune, Ubani Oluwaseun; Shoyiga, Hassan Oriyomi; Mahlangu, Thembisile Patience; Kiambi, Sammy Lewis (2023-04-15). „Mycoremediation as a Potentially Promising Technology: Current Status and Prospects—A Review”. Applied Sciences. 13 (8): 4978. ISSN 2076-3417. doi:10.3390/app13084978.
- ^ a b v g d đ e ž z Akhtar, Nahid; Mannan, M. Amin-ul (jun 2020). „Mycoremediation: Expunging environmental pollutants”. Biotechnology Reports. 26: e00452. ISSN 2215-017X. doi:10.1016/j.btre.2020.e00452.