The biodegradation pathway of cypermethrin
Sipermetrin'in biyobozunma mekanizması
- Tez No: 735757
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZÖHRE KURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Sipermetrin tarımda ve evlerde koruma amaçlı yaygın kullanılan piretroid tip 2 olup ikincil çevre kirliliğine yol açmaktadır. Çevre dostu ve etkili teknik olan biyobozunma kontaminantları ve kontaminantların metabolitlerinin aza indirilmesini ya da çevreden uzaklaştırılması sağlamaktadır. Bu çalışmada Adana'da bulunan incir bahçesinden alınan toprak örneğinde iki bakteri suşu elde edildi ve bu suşlar Enterobacter hormaechei ZK101 and Stenotrophomonas maltophilia ZK102 olarak adlandırıldı. ZK101 ve ZK102 farklı koşullar altında CYP'i 3PBA'ya etkili şekilde dejenere ettiği görüldü. ZK101 suşu için maksimum CYP biyobozunması 33.9°C ve 6.7 pH aralığında olup CYP konsantrasyonu 5.69 mg. L-1, ZK102 suşu için maksimum CYP biyobozunması 38.1°C ve 6.7 pH aralığında olup CYP konsantrasyonu 6.6 mg. L-1 dır. Bu koşullarda 5.69 mg. L-1 sipermetrinin %67.6'si ZK101 tarafından ve 6.6 mg. L-1 sipermetrinin %81.9'u ZK102 tarafından MSM'de beş günde biyobozunmaktadır. CYP bozunurken 3PBA akümüle olduğu gözlemlendi. 3PBA toksisitesinin CYP den fazla olması çevresel bir sorun oluşturabileceğini göstermektedir. Ayrıca 4 mg L-1 CYP zamana bağlı bozunma hız sabitleri ZK101 için 0.468 ve ZK102 için 0.257 gün-1 olup birinci dereceden hız sabiti olarak bulunmuştur. 3PBA için sırasıyla ZK101 ve ZK102 için 0.406 and 0.278 gün-1 olarak bulunmuştur. Iki bakteri suşu CYP'yi 3PBA'ya dönüştürdüğü için enzim analizi yapıldı. Ham hücre ekstrat enzim deneyleri ile biyobozunmanın esteraz eşdeğeri bir enzim gerçeklestiği tespit edildi. Bu çalışmada, ticari formda CYP kullanılan incir bahçesinden elde edilen izolatların CYP biyobozunma mekanizması ve tahmini biyolojik bozunma hız sabitleri, ve 3-PBA akümülasyonunu belirleyen ilk çalışmalardan biridir. Reaksiyon hız sabiti ve yarılanma ömürlerinin bilinmesiyle olası mikrobiyal negatif etkilerin tahmin edilebilmesine yardımcı olmaktadır.
Özet (Çeviri)
Cypermethrin (CYP) is a commonly used type Ⅱ pyrethroid for the protection of both agriculture and household, causing serious secondary environmental pollution. Environmentally friendly and effective techniques such as biodegradation can minimize or remove the contaminants and their potentially harmful metabolites from the environment. In this study, two bacterial strains isolated from agricultural soil obtained from fig farms in Adana were identified as Enterobacter hormaechei ZK101 and Stenotrophomonas maltophilia ZK102. ZK101 and ZK102 were found efficient in degrading CYP under different conditions converting CYP to 3-PBA. The maximum CYP degradation was observed at 33.9 °C, pH 6.7 with an initial CYP concentration of 5.69 mg. L-1 for ZK101 and at 38.1°C, pH 6.7 with an initial substrate concentration of 6.6 mg. L-1 CYP for ZK102. Under these conditions, 67.6% of cypermethrin for ZK101 and 81.9% of cypermethrin for ZK102 were degraded in a minimal salt medium within 5 days. While CYP was degraded accumulation of 3PBA was observed. Since the toxicity of 3-PBA is much higher than CYP, the accumulation of 3-PBA by CYP degraders would be an environmental problem. Therefore, degradation kinetics of CYP (4 mg L-1) in soils inoculated with isolates ZK101 and ZK102 was established. Time-dependent removal of cypermethrin with rate constants of 0.468, 0.257 d-1for ZK101 and ZK102 following first-order rate kinetics was observed in soil, and time-dependent removal of 3PBA with rate constants of 0.406 and 0.278 d-1, respectively. Since both strains converted the CYP to 3-PBA the first enzyme was analyzed using crude cell extracts. Enzyme assays with crude cell extracts showed an activity of equivalent of esterase. This study is one of the first studies that identified the CYP biodegradation pathway and estimated rate constants of biodegradation and 3-PBA accumulation of the isolates obtained from fig farms using the commercially available CYP. Estimating those constants helps predicting the possible negative effect that microbial activates could cause and will provide an insight of the pesticides biodegradability that could be used while potential pesticides are being applied.
Benzer Tezler
- Biodegradation of chlorinated compounds at interfaces and biodegradation of 4-nitroaniline
Arayüzlerde klorlu bileşiklerin biyolojik bozunması ve 4-nitroanilinin biyolojik bozunması
ZÖHRE KURT
Doktora
İngilizce
2012
Çevre MühendisliğiGeorgia Institute of TechnologyÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. JİM SPAİN
- Aspergillus niger'de fenol hidroksilaz indüksiyonu ve karakterizasyonu
Induction and characterization of phenol hydroxylase from Aspergillus niger
MESUT BİLGİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyokimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL PEKSEL
- Biyobozunur ve konvansiyonel plastiklerin çevresel bozunmasının mikroskobik ve enstrumantal teknikler ile incelenmesi
Investigation of environmental degradation of biodegradable and conventional plastics by microscopic and instrumental
ŞEVVAL ÜRKMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL YURTSEVER
- Microbial ecology and genetics of benzalkonium chloride biotransformation in the environment
Benzalkonyum klorür bileşiklerinin çevredeki parçalanmasının mikrobiyal ekolojisi ve genetik alt yapısı
EMİNE ERTEKİN
Doktora
İngilizce
2017
BiyoteknolojiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ULAŞ TEZEL
- Complete genome sequencing and analyzing the genes ofpseudomonas Sp. biomig1bac
Pseudomonas Sp. bıomig1bac'ın tüm genomunun çıkartılması ve genlerinin analizi
RECEP CAN ALTINBAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ULAŞ TEZEL