BIOCORREZIONE (BIOREMEDIATION) DELLE SOSTANZE XENOBIOTICHE

Presentazione sul tema: "BIOCORREZIONE (BIOREMEDIATION) DELLE SOSTANZE XENOBIOTICHE"— Transcript della presentazione:

1 BIOCORREZIONE (BIOREMEDIATION) DELLE SOSTANZE XENOBIOTICHE
Per biocorrezione si intende quel processo mediante il quale i rifiuti tossici vengono allontanati dall’ambiente per mezzo di agenti biologici. Per effettuare la biocorrezione vengono usati microorganismi appartenenti a diversi generi. In particolare microorganismi appartenenti al genere Pseudomonas sono in grado di demolire oltre 100 diversi composti organici.

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3 TRASFORMAZIONE ENZIMATICA DEI COMPOSTI
AROMATICI IN CATECOLO

4 TRASFORMAZIONE ENZIMATICA DEL CATECOLO E
DELL’ACIDO PROCATECHICO IN PIRUVATO ED ACETALDEIDE

5 TRASFORMAZIONE ENZIMATICA DEL CATECOLO E
DELL’ACIDO PROTOCATECHICO IN ACETIL-CoA E SUCCINATO

6 TRASFORMAZIONE ENZIMATICA DEI COMPOSTI AROMATICI
IN ACIDO PROTOCATECHICO

7 LIMITAZIONI DEL TRATTAMENTO
BIOLOGICO DEI RIFIUTI 1. Non esiste un unico microorganismo capace di degradare tutti i composti organici. 2. Le concentrazioni elevate di alcuni composti organici possono inibire l’attività o la crescita dei microorganismi degradativi. 3. La maggioranza dei siti inquinati contiene molte sostanze chimiche e qualcuna di queste può inibire il microorganismo degradativo. 4. Molti composti apolari sono assorbiti dal suolo o dai sedimenti e diventano meno accessibili all’attacco dei microorganismi. 5. La biodegradazione dei composti organici è spesso un processo lentissimo.

8 SVILUPPO DI UN CEPPO BATTERICO CAPACE DI DEGRADARE LA CANFORA,
L’OTTANO, LO XILENE ED IL NAFTALENE

9 MANIPOLAZIONE MEDIANTE TRASFERIMENTO DI
PLASMIDI Mediante una serie di coniugazioni seguite da eventi di ricombinazione si è creato un “super microbo”, in grado di degradare quattro composti organici contemporaneamente Esso è stato il primo organismo vivente ad essere stato brevettato (US Patent 4.259, 444 March 1981). E’ possibile trasferire plasmidi degradativi di sostanze xenobiotiche da batteri mesofili a batteri, psicrofili, che vivono a temperature simili a quelle esistenti nei mari, fiumi e laghi inquinati.

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11 MANIPOLAZIONE MEDIANTE TRASFERIMENTO DI GENI
I) mediante ingegnerizzazione e mutagenesi dei plasmidi Problemi: a) Il 4-etilbenzoato non è in grado di attivare la proteina Xyl S e quindi di attivare l’operone xyl. b) La catecolo 2,3 biossigenasi è inibita dal 4-etilcatecolo. Soluzioni: a) Si è prodotta una forma mutata della proteina Xyl S attivabile dal 4-etilbenzoato ed in grado di indurre l’espressione dei geni dell’operone xyl. b) Si producono forme mutate sia della catecolo 2,3 biossigenasi che della proteina Xyl S in modo da rimuovere l’inibizione e permettere l’espressione dei geni dell’ operone xyl.

12 REGOLAZIONE DELLA SCISSIONE DEGLI ALCHILBENZOATI

13 CREAZIONE DELLA PROTEINA Xyl S ATTIVABILE DA PARTE
DEL 4-ETIL BENZOATO

14 MANIPOLAZIONE MEDIANTE TRASFERIMENTO DI GENI
II) mediante ricombinazione Problema: ceppi di Pseudomonas che metabolizzano i bifenili non sono in grado di metabolizzare il toluene ed il tricloroetilene. Soluzione: si sostituisce mediante ricombinazione il gene per una subunità della bifenile ossigenasi con quello della toluene biossigenasi del ceppo che metabolizza il toluene. Il ceppo manipolato è in grado di degradare sia il bifenile che il toluene e il tricloro- -etilene

15 CATECOL-2,3 -BIOSSIGENASI MODIFICATA NON INIBITA DAL 4-ETILCATECOLO
CREAZIONE DI UNA CATECOL-2,3 -BIOSSIGENASI MODIFICATA NON INIBITA DAL 4-ETILCATECOLO

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