Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус

Organotrof bakteriyalar – biozararlanish qopzg’atuvchilari
Litotrof bakteriyalar anorganik moddalar opzgarishi vositasida energiya olishi uchun, tabiiyki, ular asosan metalllar va boshqa anorganik qurilish va sanoat materiallarida biozararlanish qopzg’atadi. Organotroflar esa organik moddalarni oksidlashda hosil boplgan energiyadan foydalanadi. SHu sababli ularning koppchiligi organik moddalardan tashkil topgan sanoat materiallarida faol biozararlanish qopzg’atuvchi agentlardir. SHu bilan birga ulardan bahzilari hosil qiladigan agressiv metabolitlari (organik kislotalar, ammiak, vodorod sulgpfid va b.) bilan metallarda korroziya qopzg’atadi.

Ayniqsa neftni qayta ishlab olinadigan yonilg’i, moylash materiallari va boshqa materiallarning bakterial parchalanishi diqqatga sazovordir. Odatda bu zararlanishni ham zamburug’lar, ham bakteriyalar qopzg’atadilar, ammo bakteriyalarning hissasi ancha katta boplishi mumkin. Buning sababi bakteriyalar orasida uzun karbon zanjirlari boplgan karbonvorodlarni parchalash xususiyati ancha keng tarqalganidir. Neftgp distillyat (reaktiv, dizelgp) yonilg’ilari va moylash uchun ishlatiladigan moylar biozararlanishida pseudomonas aeruginosa va shu turkumga mansub boplgan boshqa turlar faol ishtirok etadi. Etan, propan, butan va tarkibida 8 tagacha karbon atomi boplgan karbonvorodlarda opsa oladigan bakteriya turlari nisbatan kam (p. aeruginosa, p. fluoroscens, p. oleovorans, mikobakteriyalar Mycobacterium smegmatis, Nocardia petroleophila, aktinomitsetlar Arthobacter paraffineus, A. simplex, Corynebacterium glutamicum).

Metallarni sovuq yoyish (prokat stani) sistemasida ishlatiladigan moylovchi-sovutuvchi suyuqliklardan Bacterium, Bacillus, pseudomonas, Mycobacterium, Nocardia, Corynebacterium, Actinomyces va boshqa turkumlar turlari ajratilgan. Karbonvorodlarda Escherichia coli, Enterobacter aerogenes va Bacillus subtilis opsa olmaydi. Elektron mikroskopda tekshirishlar koprsatishicha, karbonvorodlarni opzlashtira oladigan bakteriyalar hujayralarining tsitoplazmasi ichidagi qopshilmalar sifatida, ularning katta miqdorlari topplanar ekan. Karbonvorodlar suvda erimasligi tufayli ular bakteriya hujayralari ichiga kirishi murakkab jarayondir. Buning uchun hujayra devorchalarining tashqi tomonida joylashgan glikolipidlar karbonvorod bilan mikroemulgpsiya hosil qiladi va bu mikroemulgpsiya hujayra ichiga olib kiriladi. Koppincha karbonvorod parchalanishi oxirgi metil guruhining birlamchi spirt hosil qilib oksidlanishidan boshlanadi. pseudomonas oleovorans bakteriyasida bu reaktsiyada uchta oqsil ishtirok etadi: rubredoksin (temir-oltingugurt-proteid), NAD N₂: rubredoksin-oksireduktaza va alkan-1-gidroksilaza. Boshqa alkanni oksidlovchi bakteriyalar kosubstrat sifatida rubredoksin oprniga boshqa elektron donorlarini ishlatishi mumkin. Bu tipdagi reaktsiyalarni quyidagi umumiy reaktsiya orqali izohlash mumkin:
Alkan-N + O₂ + AN₂ → Alkan-ON + H₂O + A
Birlamchi spirt oldin algpdegidgacha, sopngra moy kislotasigacha oksidlanadi; moy kislotasi β-oksidlanish vositasida parchalanadi. Bahzan alkan molekulasi har ikki uchidan oksidlanadi va dikarbon kislota hosil bopladi.

Aerob sharoitda tsellyuloza biozararlanishida zamburug’lar asosiy rolgp opynaydi. Tashqi koprinishidan psevdomonadalarga opxshash, Cellvibrio guruhiga mansub boplgan aerob bakteriyalar ham tsellyulozana parchalaydi, ammo ularning roli bu jarayonda juda kam. Taxminga kopra bu bakteriyalar “hammaxopr” va tsellyulozani faqat boshqa karbon manbai boplmaganida ishlatadi.

Anaerob sharoitda tsellyulozani Cytophaga va Sporocytophaga turkumlarining koppchilik va Clostridium bakteriyalarining bahzi turlari parchalaydi. Bir-biridan uzoq boplgan bu bakteriyalarga xos yagona umumiy xususiyat – ularda baquvvat gidrolitik ferment sistemasi mavjudligidir. Ular tsellyulozani bevosita kontakt paytida gidroliz qiladi va ayni shu sababdan tsitofaglarning va Bacillus cellulosae-dissolvens ning urchuq shaklli hujayralari tsellyuloza tolalarigi puxta yopishib oladi.

Bakteriyalar yog’och va taxtadagi tsellyuloza hamrohlaridan gemitsellyuloza, lignin va pektin moddalarini ham parchalaydi. Tuproqda ksilan va boshqa gemitsellyulozalar parchalanishi muhit reaktsiyasiga bog’liq: ularni nordon sharoitda kopproq zamburug’lar, neytral va ishqorli sharoitda kopproq batsilla, tsitofag va boshqa bakteriyalar parchalaydi. parchalashni ksilanaza fermenti va boshqa gemitsellyulazalar kataliz qiladi.

Bacillus macerans, Bacillus polymyxa, Clostridium pectinovorum, C. felsineum turlari faol pektolitik fementlarni (oxirgi 2 ta tur esa moy kislotasini ham) ishlab chiqaradi. Bakteriyalarning 50 tadan kopp turi, jumladan Achromobacter, Bacillus, Flavobacterium, Cytophaga, pseudomonas, Streptomyces, Nocardia, Micromonospora turkumlari namoyandalari xitinni parchalaydi (bu jarayonning mexanizmi quyida bayon etilgan).

Hayotda keng qopllaniladigan kosmetik emulgpsiyalar ham mikroorganizmlar uchun qulay ozuqa substratidir. Bular tarkibida har xil organik moddalar mavjud boplgan suvdagi moy yoki moydagi suv shaklidagi emulgpsiyalardir. Mikroorganizmlar emulgpsiyaning suv fazasida yashaydi, moy fazasida deyarli yashamaydi. SHu sababdan mikroorganizmlar uchun suvdagi moy emulgpsiyalari opta qulay sharoit hisoblanadi. Emulgpsiyalarni ayniqsa gramsalbiy tayoqchasimon bakteriyalar kopp zararlaydi, ulardan eng xavflilari pseudomonas, Enterobacter va Achromobacter turlaridir. Kosmetik emulgpsiyalarning asosiy tarkibiy qismlari yuqori molekulyar spirtlar va moy kislotalarining efirlaridir. Bunday substratlarga mikroorganizmlar tahsiri hujayra tashqarisiga chiqariladigan esterazalar vositasida ularning gidrolizidan boshlanadi. SHu bilan birga esteraza faolligi mavjud boplishi bakteriyalarning bunday muhitlarda opsishi uchun yagona shart emas. Buning uchun bakteriyalar gidroliz jarayonida hosil boplgan birikmalarni opz metabolizmiga qopshishi darkor.

Tarkibida aromatik birikmalar mavjud boplgan materiallarni bakteriyalar, 1-nchi navbatda, opzlarining oksidlovchi fermentlari vositasida yemiradi. Misol uchun, rodokokklarning aromatik xalqani parchalovchi asosiy fermentlari pirokatexaza, prokatexat-3,4-dioksigenaza va metapirokatexazadir. Desulfovibrio desulfuricans bakteriyasining teridagi koloniyalari nafaqat uning tashqi koprinishini xunuklashtiradi, balki tuzilishini buzib, yaroqsiz holga keltiradi. Bir qator tuproqda yashovchi bakteriyalar vulkanizatsiya qilingan tabiiy kauchukni zararlaydi. Uning parchalanish tezligi tarkibidagi qurum miqdoriga bog’liq.

Bakteriyalar bilan sintetik va organik materiallar ham biozararlanadi. Misol uchun polivinil spirtini (pVS) va pVS asosida tayyorlangan polietileniminni (pEI) faol balchiq bakteriyalari, Bacillus mesentericus, B. subtilis,B. megatherium, Bacterium herbicola, pseudomonas herbicola va pseudomonas fluorescens turlari parchalashi mumkin. Bu bakteriyalar sintetik tolalarni ozuqa va energiya manbai sifatida qopllaydi. Termoishlov berilgan tolalar mikrobiologik tahsirga yangi tayyorlanganlariga nisbatan chidamliroqdir.

Tajribada 2 ta bakteriya (Rhodococcus rhodochorus va Nocardia asteroides) va 1 ta zamburug’ (Cladosporium cladosporioides) polietilen pardasini 17 haftada butunlay qoplab olgan va yaroqsiz holga keltirgan (Bonhomme et al., 2003).

Arthrobacter turkumiga mansub bakteriyalar turlari faol gidrolazalarga ega va plastmassalarni parchalashda ishtirok etadi.

Zamburug’lar bilan bir qatorda, Aerobacter aerogenes, Bacillus subtilis, B. mesentericus va B. mycoides bakteriyalari bahzi akrilonitril tolalarning sifatini pasaytiradi.

Bakteriyalarning har xil organik birikmalarni yemirish xususiyati ularning koppchiligida plazmidalar (xromosomalardan tashqarida boplgan irsiyat elementlari) mavjudligi bilan bog’liq. Agar bakteriya hujayrasidagi asosiy genetik material – xromosoma – hujayralar tashqi muhitning har xil sharoitlarda hayotchanligini saqlashi uchun xizmat qilsa, plazmidalar tarkibidagi genlar muayyan muhitning xususiyatlarini, jumladan muhitda biror opzga organik birikmalar mavjudligini aks ettiradi. Bunday holatda plazmida genlari u yoki bu organik birikmani parchalaydigan fermentlarning kodini ishlab chiqaradi. Bioparchalash plazmidalari ayniqsa psevdomonadalarda uchraydi.

Organotroflar metallarda korroziya, tosh va betonda biodestruktsiya qopzg’atishi diqqatga sazovordir. Ularning bu jarayondagi roli asosan organik kislotalar, vodorod sulgpfid, ammiak, SO₂, N₂O₂ va boshqa moddalarni sintez qilishidir. Qand lavlagidan qand olish sanoatida poplat korroziyasi sut achituvchi bakteriyalar ishtirokida amalga oshadi. Flavobacterium hydrophilum bakteriyasi sintez qiladigan ammiak tahsirida mis korrozion yemiriladi. pseudomonas turlari tarkibida kam karbon mavjud boplgan poplatni va alyuminiyni korroziyaga uchratadi.