Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)

Для цитирования:

Гринёв В. С., Федоненко Ю. П., Любунь Е. В., Нешко А. А., Крючкова Е. В., Турковская О. В. Биосорбция Cu(II) экзополисахаридом Enterobacter cloacae K7 // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2015. Т. 15, вып. 1. С. 61-67. DOI: 10.18500/1816-9775-2015-15-1-61-67

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 131)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биология
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
579.835: 577.114.083: 577.114.4: 577.114.7: 577.118
DOI: 
10.18500/1816-9775-2015-15-1-61-67

Биосорбция Cu(II) экзополисахаридом Enterobacter cloacae K7

Авторы: 
Гринёв Вячеслав Сергеевич, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)
Федоненко Юлия Петровна, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)
Любунь Елена Валентиновна, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)
Нешко Александра Андреевна, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)
Крючкова Елена Владимировна, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)
Турковская Ольга Викторовна, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов – обособленное структурное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук” (ИБФРМ РАН)
Аннотация: 

Выделен и охарактеризован экстраклеточный полисахарид (ЭПС), продуцируемый грамотрицательными непатогенными ризосферными бактериями Enterobacter cloacae K7. Исследован процесс биосорбции катионов Сu(II) из водного раствора полученным экзополисахаридом. Максимальная сорбционная способность биосорбента составила 0.17 мМ мг?1 ЭПС или 12 г меди на 1 г ЭПС при рН 5, Т = 25 °С и времени инкубации 30 мин. Экспериментальные значения адсорбции катионов Сu(II) (Qэксп) биосорбентом были сопоставимы с максимально возможным значением адсорбции (Qмакс = 0.18 мМ), рассчитанным с использованием уравнения Лэнгмюра. Степень аффинности между исследуемым полисахаридом и катионами Cu(II) была высокой и составила 2.04 мМ л?1. Полученные данные имеют практическую ценность при создании технологии реме-диации водных объектов от тяжёлых металлов.

Ключевые слова: 
экзополисахариды
медь
биосорбция
Enterobacter cloacae
биоремедиация
Список источников: 

1. Gadd G. M. Heavy metal accumulation by bacteria and other microorganisms // Experientia. 1990. Vol. 46, iss. 8. P. 834–840. 

2. De Philippis R., Colica G., Micheletti E. Exopolysaccharide producing cyanobacteria in heavy metal removal from water : molecular basis and practical applicability of the biosorption process // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011. Vol. 92. P. 697–708. 

3. Sponza D. T. Extracellular polymer substances and physicochemical properties of fl ocs in steady and unsteadystate activated sludge systems // Process Biochem. 2002. Vol. 37. P. 938–998. 

4. Pal A., Paul A. K. Microbial extracellular polymeric substances : central elements in heavy metal bioremediation // Indian J. Microbiol. 2008. Vol. 48. P. 49–64. 

5. Geddi J. L., Sutherland I. W. Uptake of metals by bacterial polysaccharides // J. Appl. Bacteriol. 1993. Vol. 74. P. 467–472. 

6. Wingender J., Neu T. R., Flemming H. C. Microbial extracellular polymeric substances : characterisation, structure and function // Berlin : Springer, 1999. 123 pp.

7. Bridge T. A. M., White C., Gadd G. M. Extracellular metal-binding activity of the sulphate-reducing bacterium Desulfococcus multivorance // Microbiology. 1999. Vol. 145. P. 2987–2995. 

8. Guibaud G., Tixier N., Bouju A., Baudu M. Relationbetween extracellular polymers composition and its ability to complex Cd, Cu and Pb // Chemosphere. 2003. Vol. 50. P. 1701–1710. 

9. Liu Y., Lam M. C., Fang H. H. P. Adsorption of heavy metals by EPS of activated sludge // Water Sci. Technol. 2001. Vol. 43. P. 59–66. 

10. Vijayaraghavan K., Yeoung-Sang Y. Bacterial biosorbents and biosorption // Biotechnol. Adv. 2008. Vol. 26. P. 266–291. 

11. Her nandez A., Mellado R.P., Martinez J. L. Metal accumulation and vanadium-induced multidrug resistance by environmental isolates of Escherichia hermannii and Enterobacter cloacae // Appl. Environ. Microbiol. 1998. Vol. 64. P. 4317–4320. 

12. Suri ya J., Bharathiraja S., Rajasekaran R. Biosorption of Heavy Metals by Biomass of Enterobacter Cloacae Isolated from Metal-Polluted Soils // Inter. J. Chem. Tech. Res. 2013. Vol. 5, iss. 3. P. 1329–1338. 

13. Iyer A., Mody K., Jha B. Accumulation of hexavalent chromium by an exopolysaccharide producing marine Enterobacter cloacaee // Mar. Pollut. Bull. 2004. Vol. 49. P. 974–977. 

14. Lu W.-B., Shi J.-J., Wang C.-H., Chang J. S. Biosorption of lead, copper and cadmium by indigenous isolate Enterobacter sp. J1 possessing high heavy-metal resistance // J. Hazard. Mater. 2006. Vol. B134. P. 80–86. 

15. Naik M. M., Pandey A., Dubey S. K. Biological characterization of lead-enhanced exopolysaccharide produced by a lead resistant Enterobacter cloacae strain P2B // Biodegradation. 2012. Vol. 23. P. 775–783. 

16. Материалы к разработке Государственной программы «Водная стратегия России» // Аналитический вестн. Сер.: Экономическая политика. М., 2008. Вып. 6. URL: http://iam.duma.gov.ru/node/8/4454/14654 (дата обращения: 10.06.2014). 

17. Kryuchkova Y. V., Burygin G. L., Gogoleva N. E., Gogolev Y. V., Chernyshova M. P., Makarov O. E., Fedorov E. E., Turkovskaya O. V. Isolation and characterization of a glyphosate-degrading rhizosphere strain, Enterobacter cloacae K7 // Microbiol. Res. 2013. Vol. 169, iss.1. P. 99–105. 

18. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular cloning : a laboratory manual, 2nd. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. 

19. Федоненко Ю. П., Здоровенко Э. Л., Коннова С. А., Игнатов В. В., Шляхтин Г. В. Сравнительная характеристика липополисахаридов и О-специфических полисахаридов Azospirillum brasilense Sp245 и его омегон-Km мутантов КМ018 и КМ252 // Микробиология. 2004. Т. 73, № 2. С. 180–187. 

20. Konnova S. A., Makarov O. E., Skvortsov I. M., Ignatov V. V. Isolation, fractionation and some properties of polysaccharides produced in a bound form by Azospirillum brasilense and their possible involvement in Azospirillum-wheat root interactions // FEMS Microbiol. Lett. 1994. Vol. 118. P. 93–99. 

21. O’Neill M. A., Morris V. J., Selvendran R. R., Suther land I. W., Taylor I. T. Structure of the extracellular gelling polysaccharide produced by Enterobacter (NCIB 11870) species // Carbohydr. Res. 1986. Vol. 148, iss. 1. P. 63–69. 

22. Isobe Y. I., Matsumoto Y., Yokoigawa K., Kawai H. Properties of an Ex tracellular Polysac-charide Produced by a Strain of Enterobacter Isolated from Pond Water // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2001. Vol. 65, iss. 6. P. 1399–1401. 

23. Mayer H., Tharanathan R. N., Weckesser J. Analysis of lipopolysaccharides of Gram-negative bacteria // Methods Microbiol. 1985. Vol. 18. P. 157–207. 

24. Naik M. M., Pandey A., Dubey S. K. Biological characterization of lead-enhanced exopolysaccharide produced by a lead resistant Enterobacter cloacae strain P2B // Biodegradation. 2012. Vol. 23, iss. 5. P. 775–783.

25. O’Neill M. A., Morris V. J., Selvendran R. R., et al. Structure of the extracellular gelling polysaccharide produced by Enterobacter (NCIB 11870) species // Carbohydr. Res. 1986. Vol. 148, iss. 1. P. 63–69. 

26. Isobe Y., Matsumoto Y., Yokoigawa K. et al. Properties of an extracellular polysaccharide produced by a strain of Enterobacter isolated from pond water // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2001. Vol. 65, iss. 6. P. 1399–1401. 

27. Meade M. J., Tanenbaum S. W., Nakas J. P. Optimization of novel extracellular polysacchar ide production by an Enterobacter sp. on wood hydrolysates // Appl. Environ. Microbiol. 1994. Vol. 60, № 4. P. 1367–1369.

28. Kratochvil D., Volesky B. Advances in biosorption of heavy metals // Trends Biotechnol. 1998. Vol. 16, iss. 7. P. 291–300. 

29. Veglio F. Modelling of equilibrium heavy metal biosorption data at different pH: a possible methodological approach // Eur. J. Mineral Process. Environ. Protect. 2003. Vol. 3, № 1. P. 49–57. 

30. Tunali S., Cabuk A., Tamer A. Removal of lead and copper ions from aqueous solutions by bacterial strain isolated from soil // Chem. Eng. J. 2006. Vol. 115. P. 203–211. 

31. Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. СПб. : Химия, 1995. С. 150–178.