Utilizarea fenoloxidazelor sintetizate de streptomicete selecționate în procese de bioconversie a compușilor xenobiotici

Abstract

Teza de doctorat intitulată ”Utilizarea fenoloxidazelor sintetizate de streptomicete selecționate în procese de bioconversie a compușilor xenobiotici” a vizat izolarea de noi tulpini de bacterii filamentoase din genul Streptomyces spp., activ producătoare de fenoloxidaze (lacaza şi tirozinaza), în vederea selecției unor tulpini capabile să producă biodegradarea cu eficiență sporită a compușilor farmaceutici recalcitranți, carbamazepina și acidul clofibric. După izolarea și caracterizarea morfologică a culturilor pure de streptomicete s-au selecționat tulpinile activ producătoare de fenoloxidaze (lacaza și tirozinaza) și s-au studiat condițiile biotehnologice pentru producerea acestor enzime. S-au analizat proprietățile catalitice ale fenoloxidazelor produse de streptomicete selecționate. În vederea utilizării tulpinilor selecționate în procese de bioremediere, s-a testat rezisten a streptomicetelor la toxicitatea compușilor farmaceutici țintă (carbamazepina și acid clofibric) și s-a determinat concentra ia maximă de compus farmaceutic care să nu afectează func ionalitatea metabolică a celulelor. Prin tehnici moderne de modelare matematică și analiză statistică (metoda Plackett-Burman, metoda analizei suprafeței de răspuns) s-au identificat şi selectat factorii biotehnologici semnificativi cu influență asupra gradului de biotransformare a carbamazepinei și a acidului clofibric precum şi optimizarea condi iilor biotehnologice, în scopul creşterii vitezei şi a eficien ei de transformare a compușilor xenobiotici studiați. În perspectiva implementării în practică, în stațiile de epurare, și pentru creșterea eficienței economice a bioproceselor studiate, s-a urmărit utilizarea în procesul de bioremediere a culturilor multiple, streptomicete selecționate-nămol activ, și stabilirea condițiilor optime pentru bioconversia compușilor xenobiotici țintă și creșterea randamentului de biotransformare. În acest context, cercetările derulate pe parcursul studiilor de doctorat au vizat următoarele obiective științifice: - Izolarea unor noi tulpini de bacterii filamentoase aparținând genului Streptomyces spp. și selecția pe criterii calitative și cantitative a producătorilor de fenoloxidaze (tirozinaza și lacaza). - Studiul condițiilor biotehnologice de producere a fenoloxidazelor cu tulpini selecționate și caracterizarea proprietăților catalitice ale enzimelor sintetizate. - Evaluarea toxicității compuşilor farmaceutici xenobiotici, intă (carbamazepina și acidul clofibric) asupra creșterii și funcționalității metabolice a culturilor de streptomicete selecționate, activ producătoare de fenoloxidaze și studiul capacită ii acestora de bioconversie a compuşilor xenobiotici ţ intă, corelat cu condi iile fizico-chimice de cultivare. - Studiul comparativ al biodegradării compușilor farmaceutici (carbamazepina și acidul clofibric), în condiții biotehnologice controlate, utilizând nămol activ (stația de epurare a orașului Galați, România și sta ia de epurare a oraşului Rennes, Franța) și culturi de streptomicete selecționate. - Biostimularea func ionalită ii culturilor multiple, nămoluri active şi tulpini de streptomicete selec ionate pentru bioconversia compuşilor farmaceutici intă, în vederea creșterii eficienței proceselor de bioremediere.