Využití ligninolytických enzymů v degradaci polutantů

Ester Badinová

Bachelor's thesis

Use of ligninolytic enzymes in degradation of pollutants

Abstract:

Ligninolytické houby jsou známy pro svůj bohatý enzymový aparát. Jejich využití při eliminaci polutantů z životního prostředí je již dlouhou dobu studováno, avšak doposud nebyla plně popsána interakce těžkých kovů s ligninolytickými houbami a možný účinek, který by tato interakce mohla mít na biodegradační využití hub. Za úče-lem identifikace potenciálně nejvhodnějších zástupců hub bílé hniloby pro mykoreme-diaci byl proveden screening 17 zástupců dřevokazných hub izolovaných z českých lesů. K identifikaci vhodných kandidátů pro mykoremediaci, byly houby testovány pro různé koncentrace hojně se vyskytujících polutantů Cu+II, Cr+VI, Pb+II a Zn+II po dobu jednoho týdne. Následně bylo vybráno 5 zástupců Trametes hirsuta, Perennipora fraxinea, Ganoderma carnosum, Phellinus punctatus a Schizophyllum communae, kteří prokázali růst v přítomnosti všech výše zmíněných kovů. Pro ověření vhodného biodegradačního potenciálu byly spektrofotometricky zaznamenány enzymatické aktivity lakázy, lignin-peroxidázy a mangan-dependentní peroxidázy produkované houbami v kontaminované půdě, které byly následně porovnány s kontrolním měřením aktivit bez přítomnosti těžkých kovů. Detekovaná aktivita lakázy byla v kontaminované půdě vyšší o 100 %, lignin peroxidázy o 40 % a mangan-dependentní peroxidázy o 75 %. Nárůst aktivit tedy mohl být způsoben přítomností těžkých kovů, které vzrůst enzymových aktivit stimulovaly. Jako nejvhodnější zástupce pro mykoremediaci byl navržen kmen Schizophyllum communae.

Abstract:

Ligninolytic fungi are known for their rich enzyme system. Their use in environ-mental treatment of pollutants has been studied for a long time, but the interaction of heavy metals with ligninolytic fungi and the possible effect that this interaction could have on the biodegradation process has not been fully described. In order to identify the potentially most suitable representatives of the white rot fungi for mycoremediation, a screening of 17 representatives of fungi isolated from Czech forests was carried out. To identify the appropriate mycorremedication candidates, the fungi were tested for various concentrations of the most frequent pollutants Cu + II, Cr + V, Pb + II and Zn + II for one week. Five representatives of Trametes hirsuta, Perennipora fraxinea, Ganoderma carnosum, Phellinus punctatus and Schizophyllum communae were selected, showing growth in the presence of all the above-mentioned metals. To verify the appropriate biodegradation potential, the enzymatic activities of laccase, lignin-peroxidase and manganese-dependent peroxidase produced by fungi in the contaminated soil were rec-orded spectrophotometrically, which were then compared to the control of non-heavy metal activities. Detected activity of laccase was 100 % higher in contaminated soil, 40 % higher in case of lignin peroxidase and 75 % higher in case of manganese-dependent peroxidase. The increase of activities could therefore be caused by the pres-ence of heavy metals that stimulated enzyme activities. Schizophyllum communae was suggested as the most suitable representative for mycorrection.

Keywords

toxické kovy, mykoremediace, mangan-dependentní peroxidáza, houby, bílá hniloba, lakáza, lignin-peroxidáza

Keywords

lignin-peroxidase, white rot, manganese-dependent peroxidase, mycoremediation, laccase, toxic metals, fungi

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Stanislava Voběrková, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology