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

 

  1. Университет им. Ф. Шиллера, Институт микробиологии; Философенвег 12, 07743, Йена, ФРГ.

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