BUERO FUER ALTLASTENERKUNDUNG UND UMWELTFORSCHUNG
Dr. Rainer Haas
Stadtwaldstr. 45a, D-35037 Marburg,
tel.: 06421/93084, fax: 06421/93073
e-mail: haasr@gmx.net
_________________________________________________________
Деградация взрывчатых веществ посредством
Mn-пероксидазы
1. д-р Катрин Шайбнер, д-р Мартин Хофрихтер
2. д-р Райнер Хаас
3. дипл. инж. Альфред Криппендорф
2. Бюро по исследованию взрывчатых веществ; Штадтвальдштрассе
45а, 35037, Марбург, ФРГ.
3. Компания " Hazard Control, Ltd."; Юджин Сенгер Штрассе 52,
29328, Фассберг, ФРГ.
Ферментное окисление Mn-пероксидазой
Mn-пероксидаза продуцируется исключительно грибами рода
basidiomycetous, образуя колонии с родом lignocelluloses. Естественной функцией Mn-пероксидазы является разрушение комплексного лигнин-полимера, обеспечивая тем самым устойчивость и крепость всем высшим растениям. Mn-пероксидаза окисляетМn (II) ионы (Mn2+) в обладающие высокой реакционной способностью ионы Mn (III) - (Mn3+).Мn
3+ проявляет устойчивость к высоким редокс-потенциалам посредством хелатных соединений с органическими кислотами ( т.е. малоновой, оксалатной). Хелатные соединения Mn3+ в действительности окисляются агентом комплекса Mn-пероксидазы, действуя как низкомолекулярный редокс-медиатор.В дополнении к лигнину, хелатированный Mn
3+ окисляет различные ароматические и алифатические соединения с потерей водорода и/или электрона, результатом чего служит образование радикалов, которые инициируют огромное число спонтанных реакций, таких как связывание кислорода, реакции расщепления и декарбоксилирования.Как широко известный фермент, Mn-пероксидаза в состоянии минерализовать органические субстанции, включая органополлютанты, т.е. 2,4,6 тринитротолуол (ТНТ), бензопирен, пентахлорофенол (ПХФ) и галогенированные гуминовые кислоты непосредственно до диоксида углерода (ферментативное окисление).
Катализируемое Mn-пероксидазой ферментативное окисление органических соединений способствует образованию вторичных медиаторов (т.к. органических тиолов, ненасыщенных липидов).
Для данной научной работы Mn-пероксидаза была выделена из
Nematoloma frowardii b 19.
Разрушение мышьяк - содержащих химических взрывчатых веществ
Производство таких взрывчатых, мышьяк - содержащих веществ как алкил и фенил осуществлялось на протяжении I и II мировых войн. Некоторые из этих веществ весьма устойчивы в окружающей среде и в настоящий момент все еще находятся в почве и воде. На сегодняшний день не существует какого-либо известного биологического метода, способного разрушать такие мышьяк -содержащие соединения, вследствие их высокой токсичности.
Нами была исследована деградация мышьяк -содержащих взрывчатых веществ с помощью Mn-пероксидазы.
Все исследуемые соединения были разрушены после воздействия Mn-пероксидазой, а неорганические мышьяк -содержащие соединения были обнаружены посредством
GC/MS -метода. Данные о степени деструкции этих веществ приведены в таблице 1.Следует отметить, что метод разрушения мышьяк -содержащих взрывчатых веществ посредством Mn-пероксидазы мог бы стать полезным при очистке зараженной местности.
Таблица 1. Деструкция мышьяк-содержащих взрывчатых веществ посредством Mn-пероксидазы.
Название вещества |
Время протекания реакции (ч) |
Степень деградации ( %) |
Дик |
2 |
95 |
Люизит 1 |
0,5 |
99 |
Люизит 2 |
0,5 |
99,5 |
Люизит 3 |
1 |
97 |
Пфиффикус |
120 |
91 |
Кларк 1 |
24 |
100 |
Дифениламин |
6,5 |
96 |