Wissenschaftler zeigen, wie Acetobacterium beim Abbau von Butadien hilft

1,3-Butadien (BD) wird in großem Umfang bei der Herstellung von Gummi, thermoplastischen Harzen und Nylon verwendet. Langfristiger Kontakt mit BD-kontaminierten Umgebungen kann Augenschmerzen, verschwommenes Sehen, Husten und Schläfrigkeit verursachen und das Auftreten von Leukämie erhöhen. Die Internationale Agentur für Krebsforschung hat BD als menschliches Karzinogen der Klasse 1 eingestuft. Daher kann die Aufklärung des Prozesses und Mechanismus sowie der mikrobiellen Transformation von BD dazu beitragen, das Umweltrisiko richtig einzuschätzen.

Yang Yi und Yan Jun vom Institut für Angewandte Ökologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben einen anaeroben BD-Biotransformationsmikrokosmos unter Verwendung von Flusssedimenten als Impfquelle etabliert. Sie fanden heraus, dass BD im mikrokosmischen System eine Hydrierungsreaktion durchlief und schnell in 1-Buten umgewandelt wurde, mit gleichzeitiger Acetatproduktion und einer wachsenden Population von Acetobacterium.

Die Forscher stellten durch metagenomische Sequenzierung und bioinformatische Analysen eine zu 94 % vollständige Acetobacterium-Genomkarte zusammen und stellten fest, dass die dominante Acetobacterium-Population ein neuer Stamm der Art A. wieringae war, der als Stamm N bezeichnet wird.

Das Genom des Stamms N enthält mehrere Gene, die Flavoprotein-Oxidoreduktasen und kurzkettige Dehydrogenasen/Reduktasen codieren, und die Forscher glaubten, dass diese Gene an der anaeroben Biohydrierung von BD beteiligt sein könnten.

Diese Studie zeigt zum ersten Mal die Bedeutung von Acetobacterium bei der BD-Umwandlung. Darüber hinaus schlagen die Forscher vor, dass der Abbau der Hydrogenase-verwandten Gene einen neuen Weg für die Entwicklung effizienter Biokatalysatoren für die industrielle Umwandlung von BD in 1-Buten bieten könnte.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Umweltwissenschaft und -technologie.