еструктор полігідроксіалканоат мікрофлора
Найбільш досліджуваним аспектом біодеградації ПГА є здатність мікроорганізмів використовувати дані полімери в якості субстратів для росту [27]. ПГА можуть руйнуватися як внутрішньоклітинно внутрішньоклітинними деполімеразамі в період акумулятивний фази при відсутності стабільного джерела вуглецю, так і внеклеточно під впливом позаклітинних деполімераз. Бактерії, секретирующие полімер після його виділення в середу гинуть. Внутрішньоклітинні ПГА деполімерази НЕ гідролізують позаклітинні полігідроксіалканоати, а позаклітинні деполімерази не можуть руйнувати внутрішньоклітинні гранули, що визначається відмінностями у фізичній структурі внутрішньоклітинних нативних і позаклітинних денатурованих гранул ПГА. Останні є високо кристалізованими полімерами. ПГА нативних гранул повністю аморфні і мають поверхневий шар, що складається з протеїнів і фосфоліпідів. Поверхневий шар поступово руйнується при виділенні гранул або під дією інших фізичних і хімічних чинників. Структуру та склад шару вивчають біохімічно, за допомогою молекулярної біології та електронної мікроскопії. Коли поверхневий шар гранул зруйнований протягом процесу виділення, полімер агрегируется. Кристалізовані ПГА пов'язуються з внутрішньоклітинними ПГА-мобілізованими системами [4, 15,14,51].
У літературі вивчена динаміка руйнування сополімерів гидроксибутирата і гідроксівалерата, з різною величиною включення останнього і встановлено, що сополімерні зразки руйнуються швидше [35].
Полігідроксіалканоати можуть руйнуватися під впливом високих температур (понад 300 о С), в результаті кислотного та лужного гідролізу, а також біологічним шляхом.
При термальному розкладанні відбувається випадкове поділ полімеру. Під впливом кислот або лугів полігідроксіалканоати розкладаються, як звичайні ефіри. У розведених розчинах процес хімічного гідролізу полігідроксіалканоатов протікає вкрай зволікати?? але, але збільшується при високих температурах. Біологічна деградація ПГА відбувається гидролитически під впливом специфічних ферментів - деполімераз, продукованих мікроорганізмами, а також ферментами крові та тканин вищих тварин [19].
У природних умовах ПГА руйнуються до кінцевих продуктів - діоксиду вуглецю і води в аеробних умовах, метану в анаеробних, причому процес відбувається досить швидко. ПГА головним чином руйнуються за рахунок діяльності мікроорганізмів [27,21].
Руйнування поліоксібутірата і сополимера ПГБ/ПГВ (з 10 мол.% гідроксівалерата) вивчено при різній температурі (від 15 до 40 о С) у ґрунті. Швидкість деградації полімеру варіювала від 0,03% до 0,64% на добу залежно від типу грунту, хімічного складу полімеру і температури. В основному, із збільшенням температури швидкість деструкції зростала. При дослідженні біодеградації ПГБ в грунтовому компості при температурі 24 і 46 о С найкращі показники деградації зафіксовані при 46 ° С [23].
Області застосування ПГА у зв'язку з його унікальними властивостями різні. ПГА з успіхом може бути застосований в якості матриці для отримання лікарських форм пролонгованої дії. На основі ПГА існує можливість створення макромолекулярних терапевтичних систем - матриць і резервуарних мембран і мікросфер для контрольованої доставки лікарських речовин в організм широкого спектру застосування (діабетичні засоби, антагоністи наркотиків, антиалкогольні кошти і протипухлинні препарати) [3,4].
У число застосувань ПГА входять біорозкладні пакувальні матеріали і формовані товари, неткані матеріали, одноразові серветки і предмети особистої гігієни, плівки і волокна, зв'язуючі речовини і покриття, сполучні матеріали для металевих і керамічних порошків, водовідштовхувальні покриття для паперу та картону [7,8].
.4 Виявлення мікроорганізмів-деструкторів
Важливим питанням, вирішення якого необхідне для розуміння закономірностей і механізму біоруйнування ПГА, є виявлення та ідентифікація мікроорганізмів-деструкторів цих полімерів. Серед деструкторів ПГА описані представники бактерій різних родів: Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes, Comamonas, Rhodococcus, Rhodocyclus, Syntrophomonas, Ilyobacter, Terrabacter, Terracoccus, Brevibacillus, Agrobacterium, Duganella, Ralstonia, Gracilibacillus, Enterobacter, Matsuebacter, Rhodoferax, Variovorax і Acinetobacter, Azospirillum , Mycobacterium і Streptomyces та ін. [29,54,40,13,6].
При описі та ідентифікації бактерій вивчають їх культуральні властивості - характерні особливості бактерій на щільних і рідких поживних середовищах. Морфологічна характеристика та організація клітин бактерій включає такі ознаки, як форма і розміри клітин, їх рухливість, наявність джгутиків і тип жгутикования, здатність до спороутворення. Корис...
