Cométabolisme
Certaines des molécules dégradées par les bactéries sont des composés persistants xénobiotiques, tels que le PCE, le TCE et le MTBE, qui ont des effets nocifs sur plusieurs types d’environnements. Le co-métabolisme est donc utilisé comme approche pour dégrader biologiquement les solvants dangereux.
Le cométabolisme peut être utilisé pour la biodégradation de l’éther méthyl-tert-butylique (MTBE) : un polluant du milieu aquatique. Certains membres de Pseudomonas se sont avérés capables de dégrader complètement le cométaboliquement du MTBE avec les enzymes qu’ils produisent pour oxyder les n-alcanes (par exemple le méthane, le propane).
De plus, une méthode prometteuse de biorestauration des solvants chlorés implique le cométabolisme des contaminants par des microorganismes aérobies dans les eaux souterraines et les sols. Il a été démontré que plusieurs microorganismes aérobies sont capables de le faire, notamment le n-alcane, un composé aromatique (par exemple, le toluène, le phénol) et des oxydants d’ammonium. Un exemple est Pseudomonas stutzeri OX1, qui peut dégrader un composé dangereux et soluble dans l’eau, le tétrachloroéthylène (PCE). Le PCE, l’un des principaux contaminants des eaux souterraines, était considéré comme non dégradable dans des conditions aérobies et ne se dégradait que par déshalogénation réductrice pour être utilisé comme substrat de croissance par les organismes. La déshalogénation réductrice entraîne souvent la déchloration partielle du PCE, donnant naissance à des composés toxiques tels que le TCE, le DCE et le chlorure de vinyle. Pseudomonas st. OX1 peut dégrader le PCE dans des conditions aérobies en utilisant la toluène-o-xylène monooxygénase (ToMO), une enzyme qu’ils produisent pour obtenir de l’énergie et du carbone à partir du toluène et de plusieurs autres composés aromatiques. Ce processus biologique pourrait être utilisé pour éliminer le PCE des sites pollués aérobies.
Cependant, les difficultés et les coûts élevés liés au maintien des substrats de croissance des organismes capables de métaboliser ces composés dangereux et de leur fournir un environnement aérobie ont conduit à une application limitée du cométabolisme sur le terrain pour la dégradation des solvants polluants. Récemment, il a été proposé d’améliorer cette méthode de remédiation par la substitution des substrats de croissance aromatiques synthétiques (p.ex. toluène) de ces bactéries avec des métabolites secondaires végétaux bon marché et non toxiques.
