Биохимический механизм биодеградации фенола

Министерство науки и высшего образования Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский политехнический университет»

Факультет химической технологии и биотехнологии

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой «ХимБиотех»

И.В. Артамонова

«___»_________20__г.

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Биохимия»

по теме:

«Биохимический механизм биодеградации фенола»

Студент группы 191-54_        

Преподаватель        

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

1. Обзор литературы        4

1.1 Фенол как промышленный загрязнитель        4

1.2 Биохимические механизмы биодеградации фенола        5

1.2.1 Аэробная биодеградация фенола        5

1.2.2 Анаэробная биодеградация фенола        8

2. Перспективы биологической очистки сточных вод от фенола        10

ВЫВОДЫ        12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        13

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        14

ВВЕДЕНИЕ

Фенол является одним из важнейших соединений для мировой промышленности. Данное соединение используется в качестве прекурсора в фармацевтической, пищевой, парфюмерной, химической промышленностях [1]. Мировой рынок фенола в 2020 году составил 22,1 млрд. долларов США [2]. Фенол токсичен: он является одним из серьезных промышленных загрязнителей. Таким образом, изучение способов биологической деградации фенола для очистки сточных вод является важной биотехнологической задачей [3].

Целью данной курсовой работы является анализ существующей информации о биохимических процессах, происходящих при биодеградации фенола, и возможностях использования микроорганизмов для биологической очистки промышленных стоков. В ходе выполнения курсовой работы необходимо выполнить ряд задач:

1. ознакомиться с литературой о феноле;
2. ознакомиться с литературой биохимических механизмах деградации фенола;
3. сделать вывод о перспективах использования микроорганизмов для биологической очистки промышленных стоков.

   ---

1. Обзор литературы

1.1 Фенол как промышленный загрязнитель

Фенол — органическое соединение, простейший представитель класса фенолов. Бесцветные кристаллы со сладким едким запахом [4].

[pic 1]

Рисунок 1 — Химическая формула фенола.

Фенол встречается в сточных водах предприятий, занимающихся переработкой торфа, древесины, углей, в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов, а также заводов, производящих пластмассы, искусственные смолы, красители [5]. Сброс сточных вод, содержащих фенол и его производные, значительно ухудшает качество водоемов, в первую очередь, из-за высокой токсичности этого соединения. Фенол относится к высокоопасным веществам (класс опасности 2) [6]. Фенол является раздражающим и разъедающим веществом. Также возможен летальный исход после проглатывания или контакта со значительным участком кожи. Летальная пероральная доза для взрослых составляет примерно 70 мг/кг. Патологоанатомическое исследование обычно выявляет серьезные изменения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта [7]. Для фенола установлены следующие предельно допустимые концентрации:

ПДКр.з. = 1 мг/м³ [8];

ПДКв. = 0,001 мг/л [6].

Фенол легко всасывается при различных путях воздействия (внутрь, через кожу, при вдыхании) и широко распределяется по организму в течение нескольких минут [9]. Считается, что метаболизм в печени подобен метаболизму ацетаминофена через глюкуронирование, сульфирование и окисление через CYP2E1 [10].

1.2 Биохимические механизмы биодеградации фенола

Биологическая деградация фенола может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях, при этом важным аспектом является специфичность ферментов, осуществляющих разрушение этого соединения. Присутствие или отсутствие молекулярного кислорода играет решающую роль в определении судьбы и механизмов биоразложения фенола. Рассмотрим биохимические реакции биодеградации фенола подробнее.