Doctoral Thesis
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Bisphenol A (BPA) ist ein Umweltschadstoff, der fĂŒr die Produktion von Polykarbonatplastik und Epoxydharzen verwendet wird. Aufgrund seiner weltweiten Verbreitung, seiner Persistenz in der Umwelt und vor allen Dingen wegen seiner endokrinen Wirkung, stellt diese Verbindung eine groĂe Gefahr fĂŒr die Tier- und Pflanzenwelt sowie fĂŒr den Menschen dar. Deshalb wurde aus einem bepflanzten Festbettreaktor, welcher mit BPA behandelt wurde, der Bakterienstamm RW4 isoliert, der fĂ€hig ist Bisphenol A als alleinige Kohlenstoff- und Energiequelle zu nutzen. Das Gram-negative Bakterium wurde mittels 16S rRNA-Analyse als Cupriavidus basilensis identifiziert und mittel der BIOLOG-Methode charakterisiert. Der Bakterienstamm kann ein sehr groĂes Spektrum an aliphatischen Stoffen wie Aceton, Ethanol, 1-Oktanol und aromatischen Verbindungen wie Phenol, Mono- und DihydroxybenzoesĂ€uren fĂŒr das Wachstum nutzen. C. basilensis RW4 baut Bisphenol A nur sehr langsam ab. Es ist jedoch möglich den BPA-Abbau sowohl in SchĂŒttelkulturen und als auch in kontinuierlich laufenden SandsĂ€ulen durch Zugabe von Phenol als Co-Substrat und Wachstumsstimulanz deutlich zu steigern. Die erfassten Abbauintermediate wie 4-Hydroxyacetophenon und 2-(4-Propanol)-phenol wiesen darauf hin, dass C. basilensis RW4 einen Ă€hnlichen Abbauweg nutzt wie Sphingomonas sp. TTNP3 von Kolvenbach et al. (2007) nutzt. In weiteren Untersuchungen, wurde die toxische Wirkung von Bisphenol A auf den Standardmikroorganismus Pseudomonas putida P8 in SchĂŒttelkulturen und in kontinuierlich laufenden SandsĂ€ulen analysiert. Es zeigte sich, dass BPA das Wachstum von P. putida P8 hemmt und Modifikationen in der Zusammensetzung der Phospholipide in der Membran hervorruft. P. putida P8 reagierte unmittelbar auf das Einwirken von BPA auf der Membranebene durch VerĂ€nderung des VerhĂ€ltnisses der trans-ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren zu den cis-ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren, was schon in frĂŒheren Untersuchungen fĂŒr andere organische Lösungsmittel beschrieben wurde. Dementsprechend wurde eine Korrelation zwischen der BPA-Konzentration und dem Anstieg des trans-cis-VerhĂ€ltnisses ermittelt. Weil diese Anpassungsreaktion eine kurzfristige Antwort auf den einwirkenden Stressor ist, konnte der Anstieg des trans-cis-VerhĂ€ltnisses nur kurz nach BPA-Zugabe erfasst werden. Somit kann das trans-cis-VerhĂ€ltnis nur als temporĂ€rer Biomarker fĂŒr die ToxizitĂ€t von BPA in SchĂŒttelkulturen genutzt werden, jedoch nicht in langfristig laufenden SandsĂ€ulen.