Kometabolismus
Einige der Moleküle, die von Bakterien kometabolisch abgebaut werden, sind xenobiotische, persistente Verbindungen wie PCE, TCE und MTBE, die schädliche Auswirkungen auf verschiedene Arten von Umgebungen haben. Der Co-Metabolismus wird daher als Ansatz zum biologischen Abbau gefährlicher Lösungsmittel verwendet.
Cometabolism kann für den biologischen Abbau von Methyl-tert-Butylether (MTBE) verwendet werden: ein aquatischer Umweltschadstoff. Es wurde festgestellt, dass einige Pseudomonas-Mitglieder MTBE vollständig kometabolisch mit den Enzymen abbauen können, die sie zur Oxidation von n-Alkanen (z. B. Methan, Propan) produzieren.
Eine vielversprechende Methode zur Bioremediation von chlorierten Lösungsmitteln ist der Kometabolismus der Schadstoffe durch aerobe Mikroorganismen im Grundwasser und im Boden. Es wurde gezeigt, dass mehrere aerobe Mikroorganismen dazu in der Lage sind, einschließlich n-Alkan, aromatische Verbindung (z. B. Toluol, Phenol) und Ammoniumoxidationsmittel. Ein Beispiel ist Pseudomonas stutzeri OX1, das eine gefährliche und wasserlösliche Verbindung Tetrachlorethylen (PCE) abbauen kann. PCE, eine der wichtigsten Grundwasserverunreinigungen, wurde unter aeroben Bedingungen als nicht abbaubar angesehen und nur über reduktive Dehalogenierung abgebaut, um von Organismen als Wachstumssubstrat verwendet zu werden. Reduktive Dehalogenierung führt häufig zur teilweisen Entchlorung des PCE, wodurch toxische Verbindungen wie TCE, DCE und Vinylchlorid entstehen. Pseudomonas st. OX1 kann PCE unter aeroben Bedingungen abbauen, indem Toluol-o-Xylol-Monooxygenase (ToMO) verwendet wird, ein Enzym, das sie produzieren, um Energie und Kohlenstoff aus Toluol und mehreren anderen aromatischen Verbindungen abzuleiten. Dieser biologische Prozess könnte genutzt werden, um PCE aus aeroben verschmutzten Standorten zu entfernen.
Die Schwierigkeiten und hohen Kosten der Aufrechterhaltung der Wachstumssubstrate der Organismen, die in der Lage sind, diese gefährlichen Verbindungen zu kometabolisieren und ihnen eine aerobe Umgebung zu bieten, haben jedoch zu einer begrenzten Anwendung des Kometabolismus im Feldmaßstab für den Abbau von Schadstofflösungsmitteln geführt. In jüngster Zeit wurde vorgeschlagen, diese Sanierungsmethode durch Substitution der synthetischen aromatischen Wachstumssubstrate (z.B. toluol) dieser Bakterien mit billigen, ungiftigen pflanzlichen Sekundärmetaboliten.
