هي مضمون "اعليٰ بايو ريميڊيئيشن ٽيڪنالاجيون ۽ مصنوعي نامياتي مرڪب (SOC) ري سائيڪلنگ عمل" جي تحقيقي موضوع جو حصو آهي. سڀ 14 مضمون ڏسو.
گھٽ ماليڪيولر وزن پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAHs) جهڙوڪ نيپٿلين ۽ متبادل نيپٿلين (ميٿائل نيپٿلين، نيپٿائيڪ ايسڊ، 1-نيپٿائل-اين-ميٿائل ڪارباميٽ، وغيره) مختلف صنعتن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندا آهن ۽ جاندارن لاءِ جينوٽڪسڪ، ميوٽاجينڪ ۽/يا ڪارڪينوجينڪ آهن. اهي مصنوعي نامياتي مرڪب (SOCs) يا زينوبيوٽڪ کي ترجيحي آلودگي سمجهيو ويندو آهي ۽ عالمي ماحول ۽ عوامي صحت لاءِ هڪ سنگين خطرو پيدا ڪن ٿا. انساني سرگرمين جي شدت (مثال طور ڪوئلي جي گئسيفڪيشن، تيل صاف ڪرڻ، گاڏين جو اخراج ۽ زرعي استعمال) انهن هر هنڌ موجود ۽ مستقل مرڪبن جي ڪنسنٽريشن، قسمت ۽ ٽرانسپورٽ جو تعين ڪري ٿي. جسماني ۽ ڪيميائي علاج/هٽائڻ جي طريقن کان علاوه، سائي ۽ ماحول دوست ٽيڪنالاجيون جهڙوڪ بايو ريميڊيئيشن، جيڪي مائڪروجنزم استعمال ڪن ٿيون جيڪي POCs کي مڪمل طور تي خراب ڪرڻ يا انهن کي غير زهريلي ضمني شين ۾ تبديل ڪرڻ جي قابل آهن، هڪ محفوظ، قيمتي اثرائتي ۽ اميد افزا متبادل طور سامهون آيون آهن. مٽيءَ جي مائڪرو بايوٽا ۾ فائلا پروٽو بيڪٽيريا (سيوڊوموناس، سيوڊوموناس، ڪوماموناس، برڪ هولڊريا، ۽ نيوسفنگوبيڪٽيريم)، فرمڪيوٽس (بيسيلس ۽ پينيبيسيلس)، ۽ ايڪٽينوبيڪٽيريا (روڊوڪوڪس ۽ آرٿروبيڪٽيريا) سان تعلق رکندڙ مختلف بيڪٽيريا جون جنسون مختلف نامياتي مرکبات کي خراب ڪرڻ جي صلاحيت جو مظاهرو ڪيو آهي. ميٽابولڪ مطالعي، جينومڪس، ۽ ميٽاجينومڪ تجزيو اسان کي انهن سادي زندگي جي شڪلن ۾ موجود ڪيٽابولڪ پيچيدگي ۽ تنوع کي سمجهڻ ۾ مدد ڪن ٿا، جن کي وڌيڪ موثر بايوڊيگريڊيشن لاءِ لاڳو ڪري سگهجي ٿو. PAHs جي ڊگهي مدت جي وجود جي نتيجي ۾ پلازميڊ، ٽرانسپوسن، بيڪٽيريوفيجز، جينومڪ ٻيٽ، ۽ انٽيگريٽو ڪنجوگيٽو عنصرن جهڙن جينياتي عنصرن کي استعمال ڪندي افقي جين منتقلي ذريعي ناول ڊيگريڊيشن فينوٽائپس جي ظهور ۾ آئي آهي. مخصوص آئسوليٽس يا ماڊل ڪميونٽيز (ڪنسورٽيا) جي سسٽم بايولوجي ۽ جينياتي انجنيئرنگ انهن PAHs جي جامع، تيز ۽ ڪارآمد بايوڊيميڊيئيشن کي هم آهنگي واري اثرن ذريعي فعال ڪري سگهي ٿي. هن جائزي ۾، اسان مختلف ميٽابولڪ رستن ۽ تنوع، جينياتي ساخت ۽ تنوع، ۽ نيپٿلين ۽ متبادل نيپٿلين کي خراب ڪندڙ بيڪٽيريا جي سيلولر ردعمل/موافقت تي ڌيان ڏينداسين. هي فيلڊ ايپليڪيشن ۽ موثر بايو ريميڊيئيشن لاءِ اسٽرين آپٽمائيزيشن لاءِ ماحولياتي معلومات فراهم ڪندو.
صنعتن جي تيز ترقي (پيٽرو ڪيميڪل، زراعت، دواسازي، ٽيڪسٽائل رنگ، سينگار، وغيره) عالمي معاشي خوشحالي ۽ بهتر زندگي جي معيار ۾ حصو ورتو آهي. هن تيز ترقي جي نتيجي ۾ وڏي تعداد ۾ مصنوعي نامياتي مرڪب (SOCs) پيدا ٿيا آهن، جيڪي مختلف شين جي تياري لاءِ استعمال ٿيندا آهن. انهن پرڏيهي مرڪبن يا SOCs ۾ پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAHs)، ڪيڙا مار دوائون، جڙي ٻوٽين، پلاسٽڪائيزر، رنگ، دواسازي، آرگنو فاسفيٽس، شعلا ريٽارڊينٽس، غير مستحڪم نامياتي محلول وغيره شامل آهن. اهي فضا، آبي ۽ زميني ماحولياتي نظام ۾ خارج ٿين ٿا جتي انهن جا گهڻ طرفي اثر پون ٿا، جيڪي جسماني ڪيميڪل ملڪيتن ۽ ڪميونٽي ڍانچي ۾ تبديلي ذريعي مختلف بايوفارمز تي نقصانڪار اثر وجهن ٿا (پيٽري ۽ ٻيا، 2015؛ برن هارڊٽ ۽ ٻيا، 2017؛ سرڪار ۽ ٻيا، 2020). ڪيتريون ئي خوشبودار آلودگيون ڪيترن ئي برقرار ماحولياتي نظامن / حياتياتي تنوع جي گرم هنڌن تي مضبوط ۽ تباهي ڪندڙ اثر رکن ٿيون (مثال طور مرجان ريف، آرڪٽڪ / انٽارڪٽڪ برفاني چادرون، بلند جبل ڍنڍون، گہرے سمنڊ جي تلچھٽ، وغيره) (جونز 2010؛ بيئر ۽ ٻيا 2020؛ نورڊبرگ ۽ ٻيا 2020). تازين جيومائڪروبائيولوجيڪل مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته مصنوعي نامياتي مادو (مثال طور خوشبودار آلودگي) ۽ انهن جي نڪتل شين جو مصنوعي بناوتن (تعمير ٿيل ماحول) جي مٿاڇري تي جمع ٿيڻ (مثال طور ثقافتي ورثي جون جڳهيون ۽ گرينائيٽ، پٿر، ڪاٺ ۽ ڌاتو مان ٺهيل يادگار) انهن جي تباهي کي تيز ڪري ٿو (گيڊ 2017؛ ليو ۽ ٻيا 2018). انساني سرگرميون هوا جي آلودگي ۽ موسمياتي تبديلي ذريعي يادگارن ۽ عمارتن جي حياتياتي تباهي کي تيز ۽ خراب ڪري سگهن ٿيون (ليو ۽ ٻيا 2020). اهي نامياتي آلودگي فضا ۾ پاڻي جي بخارات سان رد عمل ظاهر ڪن ٿا ۽ ساخت تي آباد ٿين ٿا، جنهن جي ڪري مواد جي جسماني ۽ ڪيميائي تباهي ٿئي ٿي. حياتياتي خرابي کي وڏي پيماني تي جاندارن جي ڪري ٿيندڙ مواد جي ظاهر ۽ ملڪيت ۾ ناپسنديده تبديلين جي طور تي تسليم ڪيو ويندو آهي جيڪي انهن جي تحفظ کي متاثر ڪن ٿا (پوچون ۽ جتن، 1967). انهن مرکبن جي وڌيڪ مائڪروبيل عمل (ميٽابولزم) ساخت جي سالميت، تحفظ جي اثرائتي ۽ ثقافتي قدر کي گهٽائي سگهي ٿي (گڊ، 2017؛ ليو ۽ ٻيا، 2018). ٻئي طرف، ڪجهه حالتن ۾، انهن جوڙجڪ جي مائڪروبيل موافقت ۽ جواب فائديمند ثابت ٿيو آهي ڇاڪاڻ ته اهي بايو فلمون ۽ ٻيون حفاظتي ڪرسٽون ٺاهيندا آهن جيڪي سڙڻ/سڙڻ جي شرح کي گهٽائيندا آهن (مارٽينو، 2016). تنهن ڪري، پٿر، ڌاتو ۽ ڪاٺ جي يادگارن لاءِ اثرائتي ڊگهي مدت جي پائيدار تحفظ جي حڪمت عملين جي ترقي لاءِ هن عمل ۾ شامل اهم عملن جي مڪمل سمجھ جي ضرورت آهي. قدرتي عملن (جيولوجيڪل عمل، ٻيلن جي باهه، آتش فشاني ڦاٽڻ، ٻوٽن ۽ بيڪٽيريا جي رد عمل) جي مقابلي ۾، انساني سرگرمين جي نتيجي ۾ ماحولياتي نظام ۾ وڏي مقدار ۾ پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAHs) ۽ ٻين نامياتي ڪاربن (OC) جي ڇڏڻ جو نتيجو آهي. زراعت ۾ استعمال ٿيندڙ ڪيتريون ئي PAHs (ڪيڙا مار دوائون ۽ ڪيڙا مار دوائون جهڙوڪ DDT، atrazine، carbaryl، pentachlorophenol، وغيره)، صنعت (ڪچو تيل، تيل جو ڪچرو/فضول، پيٽروليم مان نڪتل پلاسٽڪ، PCBs، پلاسٽڪائيزر، ڊٽرجنٽ، جراثيم ڪش، فوميگينٽ، خوشبوءِ ۽ بچاءُ)، ذاتي سنڀال جون شيون (سن اسڪرين، جراثيم ڪش، حشرات کي ڀڄائيندڙ ۽ پولي سائيڪلڪ مسڪ) ۽ گولا بارود (2,4,6-TNT جهڙا ڌماڪيدار مادا) امڪاني زينوبائيوٽڪس آهن جيڪي سياروي صحت تي اثر انداز ٿي سگهن ٿا (Srogi, 2007; Vamsee-Krishna and Phale, 2008; Petrie et al., 2015). هن فهرست کي پيٽروليم مان نڪتل مرکبات (ايندھن جا تيل، لوبريڪنٽ، اسفالٽين)، اعليٰ ماليڪيولر وزن واري بايوپلاسٽڪ، ۽ آئنڪ مائع (Amde et al., 2015) شامل ڪرڻ لاءِ وڌايو وڃي ٿو. جدول 1 ۾ مختلف خوشبودار آلودگي ۽ مختلف صنعتن ۾ انهن جي استعمال جي فهرست ڏنل آهي. تازن سالن ۾، غير مستحڪم نامياتي مرکبات، انهي سان گڏ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ ۽ ٻين گرين هائوس گيسن جي انساني اخراج ۾ واڌ شروع ٿي آهي (ڊوورڪ ۽ ٻيا، 2017). بهرحال، انساني اثرات قدرتي اثرن کان گهڻو وڌيڪ آهن. ان کان علاوه، اسان ڏٺو ته ڪيترائي SOC ڪيترن ئي ماحولياتي ماحول ۾ برقرار رهن ٿا ۽ انهن کي ابھرندڙ آلودگي جي طور تي سڃاڻپ ڪيو ويو آهي جيڪي بايومز تي خراب اثر رکن ٿا (شڪل 1). ماحولياتي ايجنسيون جهڙوڪ آمريڪا جي ماحولياتي تحفظ واري ايجنسي (USEPA) انهن مان ڪيترن ئي آلودگي کي انهن جي سائيٽوٽوڪسڪ، جينوٽوڪسڪ، ميوٽاجينڪ، ۽ ڪارڪينوجينڪ خاصيتن جي ڪري پنهنجي ترجيحي فهرست ۾ شامل ڪيو آهي. تنهن ڪري، آلوده ماحولياتي نظام مان فضلي جي علاج / هٽائڻ لاءِ سخت نيڪال جي ضابطن ۽ اثرائتي حڪمت عملين جي ضرورت آهي. مختلف جسماني ۽ ڪيميائي علاج جا طريقا جهڙوڪ پائروليسس، آڪسائيڊيوٽ ٿرمل علاج، هوائي هوا، لينڊ فلنگ، انسينريشن، وغيره غير موثر ۽ مهانگا آهن ۽ corrosive، زهر ۽ علاج ڪرڻ ۾ مشڪل ضمني مصنوعات پيدا ڪن ٿا. وڌندڙ عالمي ماحولياتي شعور سان، انهن آلودگين ۽ انهن جي نڪتن (جهڙوڪ هيلوجنيٽيڊ، نائٽرو، الڪائل ۽/يا ميٿائل) کي خراب ڪرڻ جي قابل مائڪروجنزم وڌندڙ ڌيان کي راغب ڪري رهيا آهن (فينيل ۽ ٻيا، 2004؛ هريتاش ۽ ڪوشڪ، 2009؛ فال ۽ ٻيا، 2020؛ سرڪار ۽ ٻيا، 2020؛ شوانيمن ۽ ٻيا، 2020). خوشبودار آلودگي کي ختم ڪرڻ لاءِ انهن مقامي اميدوار مائڪروجنزمن جو اڪيلو يا مخلوط ثقافتن (نوآبادين) ۾ استعمال ماحولياتي حفاظت، قيمت، ڪارڪردگي، اثرائتي، ۽ استحڪام جي لحاظ کان فائدا آهن. محقق آلودگي جي علاج/هٽائڻ لاءِ هڪ اميد افزا ٽيڪنالاجي جي طور تي اليڪٽرڪ ڪيميڪل ريڊوڪس طريقن، يعني بايو اليڪٽرو ڪيميڪل سسٽم (BES) سان مائڪروبيل عملن جي انضمام کي پڻ ڳولي رهيا آهن (هوانگ ۽ ٻيا، 2011). بي اي ايس ٽيڪنالاجي پنهنجي اعليٰ ڪارڪردگي، گهٽ قيمت، ماحولياتي حفاظت، ڪمري جي گرمي پد تي آپريشن، بايو مطابقت رکندڙ مواد، ۽ قيمتي ضمني شين (مثال طور، بجلي، ايندھن، ۽ ڪيميڪل) کي بحال ڪرڻ جي صلاحيت جي ڪري وڌندڙ ڌيان ڇڪايو آهي (پينٽ ۽ ٻيا، 2012؛ نظري ۽ ٻيا، 2020). اعليٰ-ٿرو پُٽ جينوم سيڪوئنسنگ ۽ اومڪس ٽولز/طريقن جي آمد مختلف ڊيگريڊر مائڪروجنزمن جي رد عمل جي جينياتي ضابطي، پروٽومڪس، ۽ فلوڪسومڪس تي نئين معلومات جو خزانو فراهم ڪيو آهي. انهن ٽولز کي سسٽم بايولوجي سان ملائي مائڪروجنزمن ۾ ٽارگيٽ ڪيٽابولڪ رستن جي چونڊ ۽ فائن ٽيوننگ جي اسان جي سمجھ کي وڌيڪ وڌايو آهي (يعني، ميٽابولڪ ڊيزائن) موثر ۽ اثرائتي بايوڊيگريڊيشن حاصل ڪرڻ لاءِ. مناسب اميدوار مائڪروجنزمن کي استعمال ڪندي اثرائتي بايو ريميڊيئيشن حڪمت عمليون ڊزائين ڪرڻ لاءِ، اسان کي مائڪروجنزمن جي بايو ڪيميڪل صلاحيت، ميٽابولڪ تنوع، جينياتي ساخت، ۽ ماحوليات (آٽو ايڪولوجي/سائنيڪولوجي) کي سمجهڻ جي ضرورت آهي.
شڪل 1. مختلف ماحولياتي ماحول ۽ بايوٽا کي متاثر ڪندڙ مختلف عنصرن ذريعي گهٽ ماليڪيولر PAHs جا ذريعا ۽ رستا. ڊشڊ لائينون ماحولياتي عنصرن جي وچ ۾ رابطي جي نمائندگي ڪن ٿيون.
هن جائزي ۾، اسان سادي PAHs جهڙوڪ نيپٿلين ۽ متبادل نيپٿلين جي مختلف بيڪٽيريا آئسوليٽس جي تباهي تي ڊيٽا کي مختصر ڪرڻ جي ڪوشش ڪئي آهي جيڪي ميٽابولڪ رستن ۽ تنوع، تباهي ۾ شامل اينزائمز، جين جي جوڙجڪ/مواد ۽ تنوع، سيلولر ردعمل ۽ بايو ريميڊيئيشن جي مختلف پهلوئن کي ڍڪيندا آهن. بايو ڪيميڪل ۽ ماليڪيولر سطحن کي سمجهڻ سان مناسب ميزبان اسٽرين ۽ انهن جي وڌيڪ جينياتي انجنيئرنگ کي سڃاڻڻ ۾ مدد ملندي ته جيئن اهڙن ترجيحي آلودگين جي اثرائتي بايو ريميڊيئيشن لاءِ. هي مؤثر بايو ريميڊيئيشن لاءِ سائيٽ جي مخصوص بيڪٽيريا ڪنسورشيا جي قيام لاءِ حڪمت عمليون تيار ڪرڻ ۾ مدد ڪندو.
زهريلي ۽ خطرناڪ خوشبودار مرڪبن جي وڏي تعداد جي موجودگي (هڪيل قاعدي 4n + 2π اليڪٽرانن، n = 1، 2، 3، ... کي پورو ڪندي) مختلف ماحولياتي ميڊيا جهڙوڪ هوا، مٽي، تلچھٽ، ۽ مٿاڇري ۽ زميني پاڻي لاءِ هڪ سنگين خطرو پيدا ڪري ٿي (Puglisi et al.، 2007). انهن مرڪبن ۾ سنگل بينزين رِنگ (مونوسائيڪلڪ) يا گھڻا بينزين رِنگ (پولي سائڪلڪ) لڪير، ڪوئلي يا ڪلسٽر فارم ۾ ترتيب ڏنل آهن ۽ ماحول ۾ استحڪام (استحڪام/عدم استحڪام) ڏيکارين ٿا ڇاڪاڻ ته اهي اعلي منفي گونج توانائي ۽ جڙت (جڙت) جي ڪري آهن، جنهن کي انهن جي هائيڊروفوبيسيٽي ۽ گهٽ ٿيل حالت ذريعي وضاحت ڪري سگهجي ٿو. جڏهن خوشبودار رِنگ کي ميٿائل (-CH3)، ڪاربوڪسائل (-COOH)، هائيڊروڪسيل (-OH)، يا سلفونيٽ (-HSO3) گروپن سان وڌيڪ تبديل ڪيو ويندو آهي، اهو وڌيڪ مستحڪم ٿي ويندو آهي، ميڪرو ماليڪيولز لاءِ هڪ مضبوط لاڳاپو رکي ٿو، ۽ حياتياتي نظامن ۾ بايو جمع ڪندڙ آهي (Seo et al.، 2009؛ Phale et al.، 2020). ڪجھ گھٽ ماليڪيولر وزن پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (LMWAHs)، جهڙوڪ نيپٿلين ۽ ان جا نڪتل [ميٿائلنيپٿلين، نيپٿائيڪ ايسڊ، نيپٿلين سلفونيٽ، ۽ 1-نيپٿائل اين-ميٿائل ڪارباميٽ (ڪارباريل)]، کي آمريڪي ماحولياتي تحفظ واري ايجنسي پاران جينوٽڪسڪ، ميوٽاجينڪ، ۽/يا ڪارڪينوجينڪ (سرنيگليا، 1984) جي طور تي ترجيحي نامياتي آلودگي جي فهرست ۾ شامل ڪيو ويو آهي. NM-PAHs جي هن درجي جي ماحول ۾ ڇڏڻ سان کاڌي جي زنجير جي سڀني سطحن تي انهن مرکبن جي بايو جمع ٿي سگهي ٿي، ان ڪري ماحولياتي نظام جي صحت کي متاثر ڪري سگهي ٿو (بينڪووا ۽ ٻيا، 2000؛ سروگي، 2007؛ ڪوئن ۽ ٻيا، 2009).
PAHs جا بايوٽا ڏانهن ذريعا ۽ رستا بنيادي طور تي مختلف ماحولياتي نظام جي اجزاء جهڙوڪ مٽي، زميني پاڻي، مٿاڇري جو پاڻي، فصلن ۽ ماحول جي وچ ۾ لڏپلاڻ ۽ رابطي ذريعي آهن (آري ۽ ايٽڪنسن، 2003). شڪل 1 ماحولياتي نظام ۾ مختلف گهٽ ماليڪيولر وزن PAHs جي رابطي ۽ ورڇ ۽ انهن جي بايوٽا/انساني نمائش جي رستن کي ڏيکاري ٿي. PAHs فضائي آلودگي جي نتيجي ۾ ۽ گاڏين جي اخراج، صنعتي خارجي گيسن (ڪوئلي جي گيسيفڪيشن، ٻرڻ ۽ ڪوڪ جي پيداوار) ۽ انهن جي جمع ٿيڻ جي منتقلي (وڏڻ) جي ذريعي سطحن تي جمع ٿين ٿا. صنعتي سرگرميون جهڙوڪ مصنوعي ڪپڙي، رنگن ۽ رنگن جي تياري؛ ڪاٺ جي حفاظت؛ رٻڙ جي پروسيسنگ؛ سيمينٽ ٺاهڻ جون سرگرميون؛ جراثيم ڪش پيداوار؛ ۽ زرعي استعمال زميني ۽ آبي نظامن ۾ PAHs جا اهم ذريعا آهن (بامفورٿ ۽ سنگلٽن، 2005؛ وِڪ وغيره، 2011). مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته مضافاتي ۽ شهري علائقن، هاءِ ويز جي ويجهو، ۽ وڏن شهرن ۾ مٽي، پاور پلانٽس، رهائشي گرمي، هوا ۽ روڊ ٽرئفڪ لوڊ، ۽ تعميراتي سرگرمين جي اخراج جي ڪري پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAHs) لاءِ وڌيڪ حساس آهي (سمن ۽ ٻيا، 2016). (2008) ڏيکاريو ته نيو اورلينز، لوزيانا، آمريڪا ۾ روڊن جي ويجهو مٽي ۾ PAHs 7189 μg/kg تائين وڌيڪ هئا، جڏهن ته کليل جاءِ ۾، اهي صرف 2404 μg/kg هئا. ساڳئي طرح، ڪيترن ئي آمريڪي شهرن ۾ ڪوئلي جي گئسيفڪيشن سائيٽن جي ويجهو علائقن ۾ PAH جي سطح 300 μg/kg تائين وڌيڪ رپورٽ ڪئي وئي آهي (ڪانالي ۽ هراياما، 2000؛ بامفورٿ ۽ سنگلٽن، 2005). هندستان جي مختلف شهرن جهڙوڪ دهلي (شرما ۽ ٻيا، 2008)، آگرا (دوبي ۽ ٻيا، 2014)، ممبئي (ڪلڪرني ۽ وينڪٽرامن، 2000) ۽ وشاکاپٽنم (ڪلڪرني ۽ ٻيا، 2014) جي مٽيءَ ۾ PAHs جي وڏي مقدار هجڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي. خوشبودار مرڪب مٽيءَ جي ذرڙن، نامياتي مادو ۽ مٽيءَ جي معدنيات تي وڌيڪ آساني سان جذب ٿي ويندا آهن، ان ڪري ماحولياتي نظام ۾ ڪاربن جا وڏا سنڪ بڻجي ويندا آهن (سروگي، 2007؛ پينگ ۽ ٻيا، 2008). آبي ماحولياتي نظام ۾ PAHs جا مکيه ذريعا برسات (گندو/سڪل برسات ۽ پاڻي جي بخارات)، شهري وهڪري، گندي پاڻي جي خارج ٿيڻ، زميني پاڻي جي ري چارج وغيره آهن (سروگي، 2007). اندازو لڳايو ويو آهي ته سامونڊي ماحولياتي نظام ۾ PAHs جو تقريباً 80٪ برسات، تلچھٽ ۽ فضلي جي خارج ٿيڻ مان حاصل ڪيو ويندو آهي (موٽيلي-ماسي ۽ ٻيا، 2006؛ سروگي، 2007). مٿاڇري واري پاڻي ۾ PAHs جي وڌيڪ ڪنسنٽريشن يا ٺوس فضلي جي نيڪال جي جڳهن مان ليچيٽ آخرڪار زميني پاڻي ۾ ليڪ ٿي وڃي ٿي، جيڪا عوامي صحت لاءِ هڪ وڏو خطرو پيدا ڪري ٿي ڇاڪاڻ ته ڏکڻ ۽ ڏکڻ اوڀر ايشيا ۾ 70 سيڪڙو کان وڌيڪ آبادي زميني پاڻي پيئي ٿي (دتگپتا ۽ ٻيا، 2019). دتگپتا ۽ ٻيا (2020) پاران اولهه بنگال، هندستان مان درياءَ (32) ۽ زميني پاڻي (235) جي تجزين جي هڪ تازي مطالعي مان معلوم ٿيو ته اندازاً 53 سيڪڙو شهري رهواسي ۽ 44 سيڪڙو ڳوٺاڻا رهواسي (ڪل 20 ملين رهواسي) نيپٿلين (4.9–10.6 μg/L) ۽ ان جي ڊيريويٽوز جي سامهون اچي سگهن ٿا. زمين جي استعمال جا مختلف نمونا ۽ زميني پاڻي جي وڌندڙ ڪڍڻ کي زميني سطح ۾ گهٽ ماليڪيولر وزن واري PAHs جي عمودي ٽرانسپورٽ (ايڊوڪشن) کي ڪنٽرول ڪرڻ وارا مکيه عنصر سمجهيو ويندو آهي. زرعي وهڪري، ميونسپل ۽ صنعتي گندي پاڻي جو اخراج، ۽ ٺوس فضلو/ڪچري جو اخراج درياءَ جي بيسن ۽ زميني سطح جي تلچھٽ ۾ PAHs کان متاثر ٿيل مليو آهي. فضائي برسات PAH آلودگي کي وڌيڪ وڌائي ٿي. دنيا جي دريائن/واٽرشيڊن ۾ PAHs ۽ انهن جي الڪائل ڊيريويٽوز (مجموعي طور تي 51) جي وڌيڪ ڪنسنٽريشن رپورٽ ڪئي وئي آهي، جهڙوڪ فريزر ندي، لوان ندي، ڊينسو ندي، مسوري ندي، ايناڪوسٽيا ندي، ايبرو ندي، ۽ ڊيلاويئر ندي (يونڪر ۽ ٻيا، 2002؛ موٽلي-ماسي وغيره، 2006؛ لي وغيره، 2010؛ امواڪو وغيره، 2011؛ ​​ڪِم وغيره، 2018). گنگا ندي جي تلاءَ جي تلچھٽ ۾، نيپٿلين ۽ فينانٿرين سڀ کان اهم (70٪ نمونن ۾ دريافت ڪيل) مليا (دتگپتا وغيره، 2019). ان کان علاوه، مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته پيئڻ جي پاڻي جي ڪلورينيشن وڌيڪ زهريلي آڪسيجن ۽ ڪلورينيٽيڊ PAHs جي ٺهڻ جو سبب بڻجي سگهي ٿي (مانولي ۽ سمارا، 1999). آلوده مٽي، زميني پاڻي ۽ برسات مان ٻوٽن جي جذب جي نتيجي ۾ PAHs اناج، ميون ۽ ڀاڄين ۾ جمع ٿين ٿا (Fismes et al.، 2002). ڪيترائي آبي جاندار جهڙوڪ مڇي، مسلز، ڪلم ۽ جهينگا آلوده کاڌي ۽ سامونڊي پاڻي جي استعمال سان گڏ ٽشوز ۽ چمڙي ذريعي PAHs سان آلوده ٿين ٿا (ميڪي ۽ فريزر، 2000). پچائڻ/پروسيسنگ جا طريقا جهڙوڪ گرلنگ، روسٽنگ، سگريٽ نوشي، فرائينگ، خشڪ ڪرڻ، بيڪنگ ۽ چارڪو پچائڻ پڻ کاڌي ۾ PAHs جي وڏي مقدار جو سبب بڻجي سگهن ٿا. اهو گهڻو ڪري سگريٽ نوشي جي مواد جي چونڊ، فينولڪ/خوشبودار هائيڊرو ڪاربن مواد، پچائڻ جي طريقيڪار، هيٽر جي قسم، نمي جي مقدار، آڪسيجن جي فراهمي ۽ ٻرڻ جي درجه حرارت تي منحصر آهي (گيلين ۽ ٻيا، 2000؛ گومز ۽ ٻيا، 2013). پولي سائڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAHs) کي کير ۾ مختلف ڪنسنٽريشن (0.75–2.1 mg/L) تي پڻ ڳوليا ويا آهن (گيريلي ۽ ٻيا، 2014). کاڌي ۾ انهن PAHs جو جمع ٿيڻ کاڌي جي جسماني ڪيميڪل خاصيتن تي پڻ منحصر آهي، جڏهن ته انهن جا زهريلا اثر جسماني ڪمن، ميٽابولڪ سرگرمي، جذب، ورڇ ۽ جسم جي ورڇ سان لاڳاپيل آهن (ميچيني ۽ ٻيا، 2011).
پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAHs) جي زهر ۽ نقصانڪار اثرن کي ڊگهي عرصي کان سڃاتو وڃي ٿو (چرنيگليا، 1984). گهٽ ماليڪيولر وزن پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (LMW-PAHs) (ٻه کان ٽي رِنگ) مختلف ميڪرو ماليڪيولز جهڙوڪ ڊي اين اي، آر اين اي ۽ پروٽين سان هم آهنگي سان ڳنڍيل هوندا آهن ۽ ڪارڪينوجينڪ هوندا آهن (سينٽاريلي ۽ ٻيا، 2008). انهن جي هائيڊروفوبڪ نوعيت جي ڪري، اهي لپڊ جھلي ذريعي الڳ ٿيل آهن. انسانن ۾، سائٽو ڪروم P450 مونو آڪسيجنيز PAHs کي ايپو آڪسائيڊ ۾ آڪسائيڊ ڪندا آهن، جن مان ڪجهه انتهائي رد عمل وارا هوندا آهن (مثال طور، بيڊيول ايپو آڪسائيڊ) ۽ عام سيلز کي خراب سيلز ۾ تبديل ڪرڻ جو سبب بڻجي سگهن ٿا (مارسٽن ۽ ٻيا، 2001). ان کان علاوه، PAHs جي تبديلي جون شيون جهڙوڪ ڪوئنونز، فينول، ايپو آڪسائيڊ، ڊائول، وغيره والدين مرکبات کان وڌيڪ زهر آهن. ڪجهه PAHs ۽ انهن جا ميٽابولڪ وچولي ميٽابولزم ۾ هارمونز ۽ مختلف اينزائمز کي متاثر ڪري سگهن ٿا، ان ڪري واڌ ويجهه، مرڪزي اعصابي نظام، پيدائشي ۽ مدافعتي نظام تي منفي اثر وجهن ٿا (سويٿا ۽ ڦلي، 2005؛ وامسي-ڪرشنا وغيره، 2006؛ اوسٽنگ وغيره، 2008). گهٽ ماليڪيولر وزن واري PAHs جي مختصر مدت جي نمائش دمہ جي مريضن ۾ ڦڦڙن جي ڪم ۽ ٿرمبوسس کي خراب ڪرڻ ۽ چمڙي، ڦڦڙن، مثاني ۽ معدي جي ڪينسر جي خطري کي وڌائڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي (اولسن وغيره، 2010؛ ڊگس وغيره، 2011). جانورن جي مطالعي مان اهو به ظاهر ٿيو آهي ته PAH جي نمائش پيدائشي ڪم ۽ ترقي تي منفي اثر وجهي سگهي ٿي ۽ موتيا بند، گردي ۽ جگر کي نقصان، ۽ يرقان جو سبب بڻجي سگهي ٿي. مختلف PAH بايو ٽرانسفارميشن پراڊڪٽس جهڙوڪ ڊائولز، ايپو آڪسائيڊس، ڪوئنونز ۽ فري ريڊيڪلز (ڪيٽيشن) ڊي اين اي ايڊڪٽس ٺاهڻ لاءِ ڏيکاريا ويا آهن. مستحڪم adducts ڊي اين اي جي نقل جي مشينري کي تبديل ڪرڻ لاءِ ڏيکاريو ويو آهي، جڏهن ته غير مستحڪم adducts ڊي اين اي کي صاف ڪري سگهن ٿا (خاص طور تي ايڊينائن ۽ ڪڏهن ڪڏهن گوانائن ڏانهن)؛ ٻئي غلطيون پيدا ڪري سگهن ٿا جيڪي ميوٽيشنز جو سبب بڻجن ٿيون (Schweigert et al. 2001). اضافي طور تي، ڪوئنونز (benzo-/pan-) رد عمل واري آڪسيجن اسپيشيز (ROS) پيدا ڪري سگهن ٿا، جيڪي ڊي اين اي ۽ ٻين ميڪرو ماليڪيولز کي موتمار نقصان پهچائين ٿا، ان ڪري ٽشو جي ڪم/عملداري کي متاثر ڪن ٿا (Ewa and Danuta 2017). پائرين، بائيفينائل ۽ نيپٿلين جي گهٽ ڪنسنٽريشن جي دائمي نمائش تجرباتي جانورن ۾ ڪينسر جو سبب بڻجڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي (Diggs et al. 2012). انهن جي موتمار زهر جي ڪري، متاثر ٿيل/آلوده جڳهن کان انهن PAHs کي صاف ڪرڻ/هٽائڻ هڪ ترجيح آهي.
آلوده هنڌن/ماحول مان PAHs کي هٽائڻ لاءِ مختلف جسماني ۽ ڪيميائي طريقا استعمال ڪيا ويا آهن. جلائڻ، ڊيڪلورينيشن، يو وي آڪسائيڊيشن، فڪسيشن، ۽ سالوينٽ ڪڍڻ جهڙن عملن جا ڪيترائي نقصان آهن، جن ۾ زهريلي ضمني شين جي ٺهڻ، عمل جي پيچيدگي، حفاظت ۽ ريگيوليٽري مسئلا، گهٽ ڪارڪردگي، ۽ اعليٰ قيمت شامل آهن. بهرحال، مائڪروبيل بايوڊيگريڊيشن (بائيوريميڊيئيشن سڏيو ويندو آهي) هڪ اميد افزا متبادل طريقو آهي جنهن ۾ خالص ڪلچر يا ڪالونين جي صورت ۾ مائڪروجنزمن جو استعمال شامل آهي. جسماني ۽ ڪيميائي طريقن جي مقابلي ۾، هي عمل ماحول دوست، غير ناگوار، قيمت-مؤثر، ۽ پائيدار آهي. بايو ريميڊيئيشن متاثر ٿيل جاءِ تي (ان سيٽو) يا خاص طور تي تيار ڪيل جاءِ تي (ايڪس سيٽو) ڪري سگهجي ٿو ۽ تنهن ڪري روايتي جسماني ۽ ڪيميائي طريقن جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ پائيدار ريميڊيئيشن طريقو سمجهيو ويندو آهي (جوهاز ۽ نائيڊو، 2000؛ اينڊريوني ۽ گيانفريڊا، 2007؛ ميگهراج ۽ ٻيا، 2011؛ ​​فالي ۽ ٻيا، 2020؛ سرڪار ۽ ٻيا، 2020).
خوشبودار آلودگي جي تباهي ۾ شامل مائڪروبيل ميٽابولڪ مرحلن کي سمجهڻ ماحولياتي ۽ ماحولياتي استحڪام لاءِ تمام وڏا سائنسي ۽ اقتصادي اثر رکي ٿو. هڪ اندازي مطابق 2.1×1018 گرام ڪاربن (C) سڄي دنيا ۾ تلچھٽ ۽ نامياتي مرڪبن (يعني تيل، قدرتي گئس، ۽ ڪوئلو، يعني فوسل ايندھن) ۾ ذخيرو ٿيل آهي، جيڪو عالمي ڪاربن چڪر ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو. بهرحال، تيز صنعتي ڪرڻ، فوسل ايندھن ڪڍڻ، ۽ انساني سرگرميون انهن ليٿوسفير ڪاربن ذخيرن کي ختم ڪري رهيون آهن، اندازي مطابق 5.5×1015 گرام نامياتي ڪاربن (آلودگي جي طور تي) هر سال فضا ۾ جاري ڪري رهيون آهن (گونزاليز-گيا وغيره، 2019). هن نامياتي ڪاربن جو گهڻو حصو زميني ۽ سامونڊي ماحولياتي نظام ۾ تلچھٽ، ٽرانسپورٽ ۽ رن آف ذريعي داخل ٿئي ٿو. ان کان علاوه، فوسل ايندھن مان نڪتل نوان مصنوعي آلودگي، جهڙوڪ پلاسٽڪ، پلاسٽڪائيزر ۽ پلاسٽڪ اسٽيبلائيزر (فٿليٽس ۽ انهن جا آئسومر)، سامونڊي، مٽي ۽ آبي ماحولياتي نظام ۽ انهن جي بايوٽا کي سختي سان آلوده ڪن ٿا، ان ڪري عالمي موسمياتي خطرن کي وڌائي رهيا آهن. مختلف قسمن جا مائڪروپلاسٽڪ، نانوپلاسٽڪ، پلاسٽڪ جا ٽڪرا ۽ انهن جا زهريلا مونومر پراڊڪٽس جيڪي پوليٿيلين ٽيريفٿليٽ (PET) مان نڪتل آهن، اتر آمريڪا ۽ ڏکڻ اوڀر ايشيا جي وچ ۾ پئسفڪ سمنڊ ۾ گڏ ٿيا آهن، جيڪي "عظيم پئسفڪ گاربيج پيچ" ٺاهيندا آهن، جيڪي سامونڊي زندگي کي نقصان پهچائيندا آهن (نيويل ۽ ٻيا، 2020). سائنسي مطالعي ثابت ڪيو آهي ته ڪنهن به جسماني يا ڪيميائي طريقن سان اهڙن آلودگين/فضول کي هٽائڻ ممڪن ناهي. هن حوالي سان، سڀ کان وڌيڪ مفيد مائڪروجنزم اهي آهن جيڪي آڪسائيڊي طور تي آلودگي کي ڪاربن ڊاءِ آڪسائيڊ، ڪيميائي توانائي ۽ ٻين غير زهريلي ضمني شين ۾ ميٽابولائيز ڪرڻ جي قابل آهن جيڪي آخرڪار ٻين غذائي سائيڪلنگ عملن (H، O، N، S، P، Fe، وغيره) ۾ داخل ٿين ٿا. اهڙيءَ طرح، خوشبودار آلودگي واري معدنيات جي مائڪروبيل ايڪوفزيالوجي ۽ ان جي ماحولياتي ڪنٽرول کي سمجهڻ مائڪروبيل ڪاربن سائيڪل، خالص ڪاربن بجيٽ ۽ مستقبل جي موسمياتي خطرن جو جائزو وٺڻ لاءِ اهم آهي. ماحول مان اهڙن مرکبات کي هٽائڻ جي فوري ضرورت کي نظر ۾ رکندي، صاف ٽيڪنالاجي تي ڌيان ڏيڻ واريون مختلف ايڪو صنعتون ابھريون آهن. متبادل طور تي، ماحولياتي نظام ۾ جمع ٿيندڙ صنعتي فضلي/فضلي ڪيميائي مادن جي قدر ڪرڻ (يعني فضلي کان دولت تائين پهچڻ جو طريقو) کي گردشي معيشت ۽ پائيدار ترقي جي مقصدن جي ستونن مان هڪ سمجهيو ويندو آهي (Close et al.، 2012). تنهن ڪري، انهن امڪاني تباهي اميدوارن جي ميٽابولڪ، اينزيميٽڪ ۽ جينياتي پهلوئن کي سمجهڻ اهڙن خوشبودار آلودگين جي اثرائتي خاتمي ۽ بايو ريميڊيئيشن لاءِ انتهائي اهم آهي.
ڪيترن ئي خوشبودار آلودگين مان، اسان گهٽ ماليڪيولر وزن وارن PAHs جهڙوڪ نيپٿلين ۽ متبادل نيپٿلين تي خاص ڌيان ڏيون ٿا. اهي مرڪب پيٽروليم مان نڪتل ايندھن، ٽيڪسٽائل رنگ، صارفين جي شين، جراثيم ڪش (موٿ بال ۽ حشرات کي ڀڄائيندڙ)، پلاسٽڪائيزر ۽ ٽينن جا اهم جزا آهن ۽ تنهن ڪري ڪيترن ئي ماحولياتي نظامن ۾ وسيع آهن (پريئس ۽ ٻيا، 2003). تازيون رپورٽون آبي ذخيرن، زميني پاڻي ۽ زير زمين مٽي، وڊوز زون ۽ دريائن جي بسترن ۾ نيپٿلين جي ڪنسنٽريشن جي جمع کي اجاگر ڪن ٿيون، جيڪي ماحول ۾ ان جي بايو جمع ٿيڻ جو مشورو ڏين ٿيون (دتگپتا ۽ ٻيا، 2019، 2020). جدول 2 نيپٿلين ۽ ان جي ڊيريويٽوز جي جسماني ڪيميڪل ملڪيتن، ايپليڪيشنن ۽ صحت جي اثرات جو خلاصو پيش ڪري ٿو. ٻين اعليٰ ماليڪيولر وزن وارن PAHs جي مقابلي ۾، نيپٿلين ۽ ان جا نڪتل گهٽ هائيڊروفوبڪ، وڌيڪ پاڻي ۾ حل ٿيندڙ ۽ ماحولياتي نظامن ۾ وڏي پيماني تي ورهايل آهن، تنهن ڪري انهن کي اڪثر ڪري PAHs جي ميٽابولزم، جينياتيات ۽ ميٽابولڪ تنوع جو مطالعو ڪرڻ لاءِ ماڊل سبسٽريٽ طور استعمال ڪيو ويندو آهي. وڏي تعداد ۾ مائڪروجنزم نيپٿلين ۽ ان جي نڪتلن کي ميٽابولائيز ڪرڻ جي قابل آهن، ۽ انهن جي ميٽابولڪ رستن، اينزائمز ۽ ريگيوليٽري خاصيتن تي جامع معلومات موجود آهي (مالڪ ۽ ٻيا، 2011؛ ​​فيل ۽ ٻيا، 2019، 2020). ان کان علاوه، نيپٿلين ۽ ان جا نڪتلن کي ماحولياتي آلودگي جي تشخيص لاءِ پروٽوٽائپ مرکبات طور نامزد ڪيو ويو آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي وڏي مقدار ۽ حياتياتي دستيابي جي ڪري. آمريڪي ماحولياتي تحفظ واري ايجنسي جو اندازو آهي ته نيپٿلين جي سراسري سطح سگريٽ دونھين مان 5.19 μg في ڪعبي ميٽر آهي، بنيادي طور تي نامڪمل جلن مان، ۽ 7.8 کان 46 μg سائڊ اسٽريم دونھين مان، جڏهن ته ڪريوسوٽ ۽ نيپٿلين جي نمائش 100 کان 10,000 ڀيرا وڌيڪ آهي (پريئس ۽ ٻيا. 2003). خاص طور تي نيپٿلين ۾ جنس، علائقي ۽ جنس جي لحاظ کان تنفس جي زهر ۽ ڪارڪينوجينڪ هجڻ جو ثبوت مليو آهي. جانورن جي مطالعي جي بنياد تي، انٽرنيشنل ايجنسي فار ريسرچ آن ڪينسر (IARC) نيپٿلين کي "ممڪن انساني ڪارڪينوجن" (گروپ 2B) جي طور تي درجه بندي ڪيو آهي. متبادل نيپٿلين جي نمائش، بنيادي طور تي سانس ذريعي يا پيرنٽرل (زباني) انتظاميه ذريعي، ڦڦڙن جي ٽشو کي نقصان پهچائيندي آهي ۽ چوٿين ۽ چوٿين ۾ ڦڦڙن جي ٽامي جي واقعن کي وڌائيندي آهي (نيشنل ٽوڪسيڪولوجي پروگرام 2). شديد اثرات ۾ متلي، الٽي، پيٽ ۾ درد، دست، سر درد، مونجهارو، گهڻو پسڻ، بخار، ٽيڪي ڪارڊيا، وغيره شامل آهن. ٻئي طرف، وسيع اسپيڪٽرم ڪارباميٽ جي حشرات مار دوا ڪارباريل (1-نيپٿائل اين-ميٿائل ڪارباميٽ) کي آبي غير فقاري جانورن، امفيبين، ماکي جي مکين ۽ انسانن لاءِ زهر هجڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي ۽ اهو ايسٽيلڪولينسٽريس کي روڪڻ لاءِ ڏيکاريو ويو آهي جيڪو فالج جو سبب بڻجندو آهي (سمولڊرز ۽ ٻيا، 2003؛ بلين ۽ ڊسٽل، 2011). تنهن ڪري، آلوده ماحول ۾ بايو ريميڊيئيشن حڪمت عمليون تيار ڪرڻ لاءِ مائڪروبيل ڊيگريڊيشن، جينياتي ضابطي، اينزيميٽڪ ۽ سيلولر رد عمل جي ميڪانيزم کي سمجهڻ تمام ضروري آهي.
جدول 2. نيپٿلين ۽ ان جي ڊيريويٽوز جي جسماني ۽ ڪيميائي خاصيتن، استعمال، سڃاڻپ جي طريقن ۽ لاڳاپيل بيمارين بابت تفصيلي ڄاڻ.
آلوده نچس ۾، هائيڊروفوبڪ ۽ لپوفيلڪ خوشبودار آلودگي ماحولياتي مائڪروبيوم (ڪميونٽي) تي مختلف قسم جا سيلولر اثر پيدا ڪري سگهن ٿا، جهڙوڪ جھلي جي روانگي ۾ تبديلي، جھلي جي پارگميتا، لپڊ بائليئر سوجن، توانائي جي منتقلي ۾ خلل (اليڪٽران ٽرانسپورٽ چين/پروٽون موٽيو فورس)، ۽ جھلي سان لاڳاپيل پروٽين جي سرگرمي (سڪيما ۽ ٻيا، 1995). ان کان علاوه، ڪجهه حل ٿيندڙ وچولي جهڙوڪ ڪيٽيڪولس ۽ ڪوئنون رد عمل آڪسيجن اسپيشيز (ROS) پيدا ڪن ٿا ۽ ڊي اين اي ۽ پروٽين سان گڏ ايڊڪٽ ٺاهين ٿا (پيننگ ۽ ٻيا، 1999). اهڙيءَ طرح، ماحولياتي نظام ۾ اهڙن مرکبن جي گهڻائي مائڪروبيل برادرين تي چونڊيل دٻاءُ وجهي ٿي ته جيئن مختلف جسماني سطحن تي ڪارآمد ڊيگريڊر بڻجي وڃن، جن ۾ اپٽيڪ/ٽرانسپورٽ، انٽرا سيلولر ٽرانسفارميشن، ايسميليشن/استعمال، ۽ ڪمپارٽمينٽلائيزيشن شامل آهن.
رائبوسومل ڊيٽابيس پراجيڪٽ-II (RDP-II) جي ڳولا مان ظاهر ٿيو ته ڪل 926 بيڪٽيريا جون جنسون ميڊيا يا افزودگي ڪلچرن کان الڳ ڪيون ويون هيون جيڪي نيپٿلين يا ان جي ڊيريويٽوز سان آلوده هيون. پروٽو بيڪٽيريا گروپ ۾ نمائندن جو سڀ کان وڌيڪ تعداد هو (n = 755)، ان کان پوءِ فرمڪيوٽس (52)، بيڪٽيروائيڊيٽس (43)، ايڪٽينوبيڪٽيريا (39)، ٽينريڪيوٽس (10)، ۽ غير درجه بندي ٿيل بيڪٽيريا (8) (شڪل 2). γ-پروٽو بيڪٽيريا (سيوڊومونڊيلز ۽ زانٿومونڊيلز) جا نمائندا سڀني گرام-منفي گروپن تي حاوي هئا جن ۾ اعليٰ G+C مواد (54٪) هو، جڏهن ته ڪلسٽرڊيئلز ۽ بيسيليلز (30٪) گهٽ G+C مواد سان گرام-مثبت گروپ هئا. سوڊوموناس (سڀ کان وڌيڪ تعداد، 338 جنسون) کي مختلف آلوده ماحولياتي نظامن (ڪوئلي ٽار، پيٽروليم، خام تيل، ڪچرو، تيل جي ڦوٽن، گندي پاڻي، نامياتي فضلي ۽ لينڊ فلز) سان گڏوگڏ برقرار ماحولياتي نظامن (مٽي، درياءَ، تلچھٽ ۽ زميني پاڻي) ۾ نيپٿلين ۽ ان جي ميٿائل ڊيريويٽوز کي خراب ڪرڻ جي قابل هجڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي (شڪل 2). ان کان علاوه، انهن علائقن مان ڪجهه جي افزودگي جي مطالعي ۽ ميٽاجينومڪ تجزيي مان ظاهر ٿيو ته غير ثقافتي ليجيونيلا ۽ ڪلسٽريڊيم نسلن ۾ خراب ڪرڻ جي صلاحيت ٿي سگهي ٿي، جيڪا انهن بيڪٽيريا کي نئين رستن ۽ ميٽابولڪ تنوع جي مطالعي لاءِ ڪلچر ڪرڻ جي ضرورت کي ظاهر ڪري ٿي.
شڪل 2. نيپٿلين ۽ نيپٿلين ڊيريويٽوز سان آلوده ماحول ۾ بيڪٽيريا جي نمائندن جي ٽيڪسونومڪ تنوع ۽ ماحولياتي ورڇ.
مختلف خوشبودار هائيڊرو ڪاربن کي خراب ڪندڙ مائڪروجنزمن مان، گھڻا ڪاربن ۽ توانائي جي واحد ذريعو جي طور تي نيپٿلين کي خراب ڪرڻ جي قابل آهن. نيپٿلين ميٽابولزم ۾ شامل واقعن جي ترتيب کي سيوڊوموناس ايس پي لاءِ بيان ڪيو ويو آهي. (strains: NCIB 9816-4، G7، AK-5، PMD-1 ۽ CSV86)، Pseudomonas stutzeri AN10، Pseudomonas fluorescens PC20 ۽ ٻيا strains (ND6 ۽ AS1) (مهاجن et al.، 1994؛ Resnick et al.، 1996؛ Annweiler et al.، 2000؛ Basu et al.، 2003؛ Dennis and Zylstra، 2004؛ Sota et al.، 2006؛ ميٽابولزم هڪ ملٽي ڪمپوننٽ ڊاءِ آڪسيجنيز [naphthalene dioxygenase (NDO)، هڪ رنگ هائيڊروڪسيليٽنگ ڊاءِ آڪسيجنيز] ذريعي شروع ٿئي ٿو جيڪو ٻئي سبسٽريٽ طور ماليڪيولر آڪسيجن استعمال ڪندي نيپٿلين جي خوشبودار حلقن مان هڪ جي آڪسائيڊيشن کي ڪيٽيلائيز ڪري ٿو، نيپٿلين کي cis-naphthalenediol ۾ تبديل ڪري ٿو (شڪل 3). Cis-dihydrodiol کي تبديل ڪيو ويندو آهي 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿلين هڪ ڊي هائيڊروجنيز ذريعي. هڪ رنگ-ڪليونگ ڊاءِ آڪسيجنيز، 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿلين ڊائي آڪسيجنيز (12DHNDO)، 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿلين کي 2-هائيڊروڪسي ڪرومين-2-ڪاربوڪسيلڪ ايسڊ ۾ تبديل ڪري ٿو. اينزيميٽڪ سس-ٽرانس آئسومرائيزيشن ٽرانس-او-هائيڊروڪسي بينزائليڊيني پيروويٽ پيدا ڪري ٿي، جيڪا هائيڊريٽيس الڊولاس ذريعي سليسيلڪ الڊيهائيڊ ۽ پائروويٽ ۾ ڪليو ڪئي ويندي آهي. نامياتي تيزاب پيروويٽ پهريون C3 مرڪب هو جيڪو نيپٿلين ڪاربن اسڪيلٽن مان نڪتل هو ۽ مرڪزي ڪاربن رستي ۾ هدايت ڪئي وئي هئي. ان کان علاوه، NAD+-انحصار ڪيلسيلڪ الڊيهائيڊ ڊي هائيڊروجنيز سيليسيلڪ الڊيهائيڊ کي سليسيلڪ ايسڊ ۾ تبديل ڪري ٿو. هن مرحلي تي ميٽابولزم کي نيپٿلين جي خرابي جو "مٿيون رستو" سڏيو ويندو آهي. هي رستو اڪثر نيپٿلين کي خراب ڪندڙ بيڪٽيريا ۾ تمام عام آهي. بهرحال، ڪجھ استثنا آهن؛ مثال طور، ٿرموفيلڪ بيسيلس هيمبرگي 2 ۾، نيپٿلين جي خرابي نيپٿلين ذريعي شروع ٿئي ٿي. 2,3-dioxygenase 2,3-dihydroxynapthalene ٺاهڻ لاءِ (Annweiler et al.، 2000).
شڪل 3. نيپٿلين، ميٿائل نيپٿلين، نيپٿائيڪ ايسڊ، ۽ ڪارباريل ڊيگريڊيشن جا رستا. دائري ۾ لڳل انگ اينزائمز جي نمائندگي ڪن ٿا جيڪي نيپٿلين ۽ ان جي ڊيريويٽيوز جي بعد ۾ ايندڙ شين ۾ ترتيب وار تبديلي لاءِ ذميوار آهن. 1 — نيپٿلين ڊائي آڪسيجنيز (NDO)؛ 2، cis-dihydrodiol dehydrogenase؛ 3، 1,2-dihydroxynaphthalene dioxygenase؛ 4، 2-hydroxychromene-2-carboxylic acid isomerase؛ 5، trans-O-hydroxybenzylidenepyruvate hydratase aldolase؛ 6، salicyladehyde dehydrogenase؛ 7، salicylate 1-hydroxylase؛ 8، catechol 2,3-dioxygenase (C23DO)؛ 9، 2-hydroxymuconate semialdehyde dehydrogenase؛ 10، 2-oxopent-4-enoate hydratase؛ 11، 4-hydroxy-2-oxopentanoate aldolase؛ 12، ايسٽيل ڊي هائيڊروجنيز؛ 13، ڪيٽيڪول-1,2-ڊائي آڪسيجنيز (C12DO)؛ 14، ميوڪونيٽ سائڪلو آئسوميريز؛ 15، ميوڪونوليڪٽون ڊيلٽا-آئسوميريز؛ 16، β-ڪيٽواڊيپيٽينوليڪٽون هائيڊروليز؛ 17، β-ڪيٽواڊيپيٽ سُڪسينيل-CoA ٽرانسفريز؛ 18، β-ڪيٽواڊيپيٽ-CoA ٿائيولاز؛ 19، سُڪسينيل-CoA: ايسٽيل-CoA سُڪسينيل ٽرانسفريز؛ 20، سيلسيليٽ 5-هائيڊروڪسيليز؛ 21 - جينٽيسيٽ 1,2-ڊائي آڪسيجنيز (GDO)؛ 22، ميليل پيرووٽ آئسوميريز؛ 23، فيومريل پيرووٽ هائيڊروليز؛ 24، ميٿائل نيپٿالين هائيڊروليز (NDO)؛ 25، هائيڊروڪسيميٿائل نيپٿالين ڊي هائيڊروجنيز؛ 26، نيپٿالينڊ ڊي هائيڊروجنيز؛ 27، 3-فارميلساليسيلڪ ايسڊ آڪسيڊيس؛ 28، هائيڊروڪسائيسوفٿليٽ ڊيڪاربوڪسي ليز؛ 29، ڪارباريل هائيڊروليز (سي ايڇ)؛ 30، 1-نافٿول-2-هائيڊروليز.
جاندار ۽ ان جي جينياتي بناوت تي منحصر ڪري، نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ سيليسيلڪ ايسڊ کي وڌيڪ ميٽابولائيز ڪيو ويندو آهي يا ته ڪيٽيڪول رستي ذريعي سيليسيليٽ 1-هائيڊروڪسيليز (S1H) استعمال ڪندي يا جينٽيسيٽ رستي ذريعي سيليسيليٽ 5-هائيڊروڪسيليز (S5H) استعمال ڪندي (شڪل 3). جيئن ته سيليسيلڪ ايسڊ نيپٿلين ميٽابولزم (مٿيون رستو) ۾ اهم وچولي آهي، سيليسيلڪ ايسڊ کان ٽي سي اي انٽرميڊيٽ تائين جي مرحلن کي اڪثر هيٺيون رستو سڏيو ويندو آهي، ۽ جينز کي هڪ واحد اوپرون ۾ منظم ڪيو ويندو آهي. اهو ڏسڻ ۾ عام آهي ته مٿين رستي اوپيرون (nah) ۽ هيٺين رستي اوپيرون (sal) ۾ جينز عام ريگيوليٽري عنصرن پاران منظم ڪيا ويندا آهن؛ مثال طور، NahR ۽ سيليسيلڪ ايسڊ انڊيڪرز طور ڪم ڪن ٿا، ٻنهي اوپرون کي نيپٿلين کي مڪمل طور تي ميٽابولائيز ڪرڻ جي اجازت ڏين ٿا (Phale et al.، 2019، 2020).
ان کان علاوه، ڪيٽيڪول کي ڪيٽيڪول 2,3-ڊائي آڪسيجنيز (C23DO) (ين ۽ ٻيا، 1988) ذريعي ميٽا رستي ذريعي 2-هائيڊروڪسيميوڪونيٽ سيميالڊيهائيڊ ۾ چڪر طور تي ورهايو ويندو آهي ۽ 2-هائيڊروڪسيميوڪونيٽ سيميالڊيهائيڊ هائيڊروليز ذريعي وڌيڪ هائيڊرولائيز ڪيو ويندو آهي ته جيئن 2-هائيڊروڪسيپينٽ-2,4-ڊائنوئڪ ايسڊ ٺهي. 2-هائيڊروڪسيپينٽ-2,4-ڊائنوئيٽ پوءِ هڪ هائيڊريٽيس (2-آڪسوپينٽ-4-اينوئيٽ هائيڊريٽيس) ۽ هڪ الڊوليس (4-هائيڊروڪسي-2-آڪسوپينٽانوئيٽ الڊوليس) ذريعي پائروويٽ ۽ ايسٽيالڊيهائيڊ ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي ۽ پوءِ مرڪزي ڪاربن رستي ۾ داخل ٿئي ٿو (شڪل 3). متبادل طور تي، ڪيٽيڪول کي ڪيٽيڪول 1,2-آڪسيجينيز (C12DO) ذريعي آرٿو رستي ذريعي سي آءِ ايس، سي آءِ ايس-ميوڪونيٽ ۾ چڪر طور تي ڪٽايو ويندو آهي. ميوڪونيٽ سائڪلوآئسوميرس، ميوڪونوليڪٽون آئسوميرس، ۽ β-ڪيٽواڊيپيٽ-نولڪٽون هائيڊروليز سي آءِ ايس، سي آءِ ايس-ميوڪونيٽ کي 3-آڪسواڊيپيٽ ۾ تبديل ڪن ٿا، جيڪو سڪسينيل-CoA ۽ ايسٽيل-CoA ذريعي مرڪزي ڪاربن رستي ۾ داخل ٿئي ٿو (نوزاڪي ۽ ٻيا، 1968) (شڪل 3).
جينٽيزيٽ (2,5-ڊائي هائيڊروڪسي بينزوئيٽ) رستي ۾، خوشبودار انگوزي کي جينٽيزيٽ 1,2-ڊائي آڪسيجنيز (GDO) ذريعي ڪٽيو ويندو آهي ته جيئن ميليل پائروويٽ ٺهي. هن پراڊڪٽ کي سڌو سنئون پائروويٽ ۽ ميليٽ ۾ هائيڊولائيز ڪري سگهجي ٿو، يا ان کي فوميريل پائروويٽ ٺاهڻ لاءِ آئسومرائيز ڪري سگهجي ٿو، جنهن کي پوءِ پائروويٽ ۽ فيومريٽ ۾ هائيڊولائيز ڪري سگهجي ٿو (لارڪن ۽ ڊي، 1986). متبادل رستي جو انتخاب گرام-منفي ۽ گرام-مثبت بيڪٽيريا ٻنهي ۾ بايو ڪيميڪل ۽ جينياتي سطحن تي ڏٺو ويو آهي (موراسڪي ۽ ٻيا، 1997؛ وائيٽ ۽ ٻيا، 1997). گرام-منفي بيڪٽيريا (سيوڊوموناس) سيليسيليڪ ايسڊ استعمال ڪرڻ کي ترجيح ڏين ٿا، جيڪو نيپٿلين ميٽابولزم جو هڪ انڊيسر آهي، ان کي سيليسيليٽ 1-هائيڊروڪسيليز استعمال ڪندي ڪيٽيڪول ۾ ڊيڪاربوڪسيليٽ ڪري ٿو (گبسن ۽ سبرامنين، 1984). ٻئي طرف، گرام-مثبت بيڪٽيريا (روڊوڪوڪس) ۾، سيليسيليٽ 5-هائيڊروڪسيلس سيليسيلڪ ايسڊ کي جينٽيسڪ ايسڊ ۾ تبديل ڪري ٿو، جڏهن ته سيليسيلڪ ايسڊ جو نيپٿلين جينز جي نقل تي ڪو به اثر انداز نه ٿيندو آهي (گرائونڊ ۽ ٻيا، 1992) (شڪل 3).
اهو ٻڌايو ويو آهي ته Pseudomonas CSV86، Oceanobacterium NCE312، Marinhomonas naphthotrophicus، Sphingomonas paucimobilis 2322، Vibrio cyclotrophus، Pseudomonas fluorescens LP6a، Pseudomonas ۽ Mycobacterium جنسون مونوميٿائل نافٿالين يا ڊائميٿائل نافٿالين کي خراب ڪري سگهن ٿيون (ڊين-ريمنڊ ۽ بارٿا، 1975؛ ڪين ۽ وليمز، 1982؛ مهاجن ۽ ٻيا، 1994؛ دتا ۽ ٻيا، 1998؛ هيڊلنڊ ۽ ٻيا، 1999). انهن مان، Pseudomonas sp. CSV86 جي 1-ميٿائل نافٿالين ۽ 2-ميٿائل نافٿالين جي خرابي واري رستي جو واضح طور تي بايو ڪيميڪل ۽ اينزيميٽڪ سطحن تي مطالعو ڪيو ويو آهي (مهاجن ۽ ٻيا، 1994). 1-ميٿيل نافٿلين ٻن رستن ذريعي ميٽابولائيز ٿئي ٿو. پهرين، خوشبودار انگوزي کي هائيڊروڪسيليٽ ڪيو ويندو آهي (ميٿيل نافٿلين جو غير متبادل انگوزي) cis-1,2-dihydroxy-1,2-dihydro-8-methylnaphthalene ٺاهڻ لاءِ، جيڪو وڌيڪ ميٿيل سيليسيليٽ ۽ ميٿيل ڪيٽيڪول ۾ آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي، ۽ پوءِ انگوزي جي ڪليويج کان پوءِ مرڪزي ڪاربن رستي ۾ داخل ٿئي ٿو (شڪل 3). هن رستي کي "ڪاربن ذريعو رستو" سڏيو ويندو آهي. ٻئي "ڊيٽوڪسيفڪيشن رستو" ۾، ميٿيل گروپ کي NDO ذريعي هائيڊروڪسيليٽ ڪري سگهجي ٿو 1-هائيڊروڪسيميٿيل نافٿلين ٺاهڻ لاءِ، جيڪو وڌيڪ 1-نيفٿائيڪ ايسڊ ۾ آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي ۽ هڪ ڊيڊ اينڊ پراڊڪٽ جي طور تي ڪلچر ميڊيم ۾ خارج ڪيو ويندو آهي. مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته اسٽرين CSV86 1- ۽ 2-نيفٿائيڪ ايسڊ تي واحد ڪاربن ۽ توانائي جي ذريعن جي طور تي وڌڻ جي قابل ناهي، ان جي ڊيٽوڪسيفڪيشن رستي جي تصديق ڪري ٿو (مهاجن ۽ ٻيا، 1994؛ باسو ۽ ٻيا، 2003). 2-ميٿائل نافٿالين ۾، ميٿائل گروپ هائيڊروڪسيلائيز ذريعي هائيڊروڪسيليشن مان گذرندو آهي ته جيئن 2-هائيڊروڪسي ميٿائل نافٿالين ٺهي. ان کان علاوه، نيفٿالين رنگ جو غير متبادل رنگ ڊاءِ هائيڊروڪسيليشن مان گذرندو آهي ته جيئن هڪ ڊائي هائيڊروڊيول ٺهي، جيڪو اينزائم-ڪيٽيلائيزڊ رد عملن جي هڪ سلسلي ۾ 4-هائيڊروڪسي ميٿائل ڪيٽيڪول ۾ آڪسائيڊ ٿئي ٿو ۽ ميٽا-رنگ ڪليويج رستي ذريعي مرڪزي ڪاربن رستي ۾ داخل ٿئي ٿو. ساڳئي طرح، ايس. پاڪيموبائلس 2322 کي 2-ميٿائل نافٿالين کي هائيڊروڪسيليٽ ڪرڻ لاءِ اين ڊي او استعمال ڪرڻ جي رپورٽ ڪئي وئي هئي، جيڪو ميٿائل سيليسيليٽ ۽ ميٿائل ڪيٽيڪول ٺاهڻ لاءِ وڌيڪ آڪسائيڊ ٿئي ٿو (ڊٽا ۽ ٻيا، 1998).
نيفٿوئڪ ايسڊ (متبادل/غير متبادل) ڊيٽوڪسيفڪيشن/بايوٽرانسفارميشن ضمني پراڊڪٽس آهن جيڪي ميٿائل نيفٿولين، فينانٿرين ۽ اينٿراسين جي تباهي دوران ٺهيل آهن ۽ خرچ ٿيل ڪلچر ميڊيم ۾ ڇڏيا ويا آهن. اهو ٻڌايو ويو آهي ته مٽي آئسوليٽ اسٽينوٽروفوموناس مالٽوفيليا CSV89 1-نيفٿوئڪ ايسڊ کي ڪاربن ذريعو طور ميٽابولائيز ڪرڻ جي قابل آهي (فيل ۽ ٻيا، 1995). ميٽابولزم خوشبودار انگوزي جي ڊائي هائيڊروڪسيليشن سان شروع ٿئي ٿو 1,2-ڊائي هائيڊروڪسي-8-ڪاربوڪسي نافٿولين ٺاهڻ لاءِ. نتيجي ۾ ڊائيول 2-هائيڊروڪسي-3-ڪاربوڪسي بينزائليڊيني پيرووٽ، 3-فارميل سيليسيلڪ ايسڊ، 2-هائيڊروڪسي آئسو فٿلڪ ايسڊ ۽ سيليسيلڪ ايسڊ ذريعي ڪيٽيڪول ۾ آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي ۽ ميٽا-رنگ ڪليويج رستي ذريعي مرڪزي ڪاربن رستي ۾ داخل ٿئي ٿو (شڪل 3).
ڪارباريل هڪ نيفٿائل ڪارباميٽ جراثيم ڪش آهي. 1970 جي ڏهاڪي ۾ هندستان ۾ سائي انقلاب کان وٺي، ڪيميائي ڀاڻ ۽ جراثيم ڪش جي استعمال جي ڪري زرعي غير نقطي ذريعن مان پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAH) جي اخراج ۾ اضافو ٿيو آهي (پنگالي، 2012؛ دتاگپتا وغيره، 2020). هڪ اندازي مطابق هندستان ۾ ڪل فصلن جي زمين جو 55٪ (85,722,000 هيڪٽر) ڪيميائي جراثيم ڪش سان علاج ڪيو ويندو آهي. گذريل پنجن سالن (2015-2020) دوران، هندستاني زراعت جي شعبي هر سال سراسري طور تي 55,000 کان 60,000 ٽن جراثيم ڪش استعمال ڪيا آهن (ڪوآپريٽو ۽ فارمرز ويلفيئر ڊپارٽمينٽ، زراعت جي وزارت، هندستان حڪومت، آگسٽ 2020). اتر ۽ مرڪزي گنگا جي ميدانن ۾ (سڀ کان وڌيڪ آبادي ۽ آبادي جي کثافت واريون رياستون)، فصلن تي جراثيم ڪش جو استعمال وڏي پيماني تي آهي، جن ۾ جراثيم ڪش غالب آهن. ڪارباريل (1-نافٿائل-اين-ميٿائل ڪارباميٽ) هڪ وسيع اسپيڪٽرم، وچولي کان انتهائي زهريلي ڪارباميٽ جيت مار دوا آهي جيڪا هندستاني زراعت ۾ سراسري طور تي 100-110 ٽن جي شرح سان استعمال ٿيندي آهي. اهو عام طور تي سيون جي واپاري نالي سان وڪرو ڪيو ويندو آهي ۽ مختلف فصلن (مڪئي، سويابين، ڪپهه، ميوا ۽ ڀاڄيون) کي متاثر ڪندڙ ڪيڙن (ايفڊس، باهه جون ڪيڙيون، پسو، ڪڙيون، مکيون ۽ ٻيا ڪيترائي ٻاهرين ڪيڙا) کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. ڪجهه مائڪروجنزم جهڙوڪ سيوڊوموناس (NCIB 12042، 12043، C4، C5، C6، C7، سيوڊوموناس پوٽيڊا XWY-1)، روڊوڪوڪس (NCIB 12038)، اسفنگوبيڪٽيريم ايس پي پي. (CF06)، برڪ هولڊريا (C3)، مائڪروڪوڪس ۽ آرٿروبڪٽر پڻ ٻين ڪيڙن کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجن ٿا. اهو ٻڌايو ويو آهي ته RC100 ڪارباريل کي خراب ڪري سگهي ٿو (لارڪن ۽ ڊي، 1986؛ چپالاماڊوگو ۽ چوڌري، 1991؛ حياتسو ۽ ٻيا، 1999؛ سويتا ۽ ڦيل، 2005؛ ترويدي ۽ ٻيا، 2017). ڪارباريل جي خراب ٿيڻ واري رستي جو پسودوموناس ايس پي جي مٽي جي الڳ ٿيل حصن ۾ بايو ڪيميڪل، اينزيميٽڪ ۽ جينياتي سطحن تي وڏي پيماني تي مطالعو ڪيو ويو آهي. اسٽرينز C4، C5 ۽ C6 (سويتا ۽ ڦيل، 2005؛ ترويدي ۽ ٻيا، 2016) (شڪل 3). ميٽابولڪ رستو ڪارباريل هائيڊروليز (CH) ذريعي ايسٽر بانڊ جي هائيڊروليسس سان شروع ٿئي ٿو جيڪو 1-نافٿول، ميٿيلامائن ۽ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ ٺاهي ٿو. 1-نيفٿول کي پوءِ 1-نيفٿول هائيڊروڪسيليز (1-NH) ذريعي 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿلين ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي، جيڪو سيليسيليٽ ۽ جينٽيسيٽ ذريعي مرڪزي ڪاربن رستي ذريعي وڌيڪ ميٽابولائز ڪيو ويندو آهي. ڪجهه ڪارباريل-ڊيگريڊنگ بيڪٽيريا کي ڪيٽيڪل آرٿو رنگ جي ڪليويج ذريعي سيليسيلڪ ايسڊ ۾ ميٽابولائز ڪرڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي (لارڪن ۽ ڊي، 1986؛ چپالاماڊوگو ۽ چوڌري، 1991). خاص طور تي، نيفٿلين-ڊيگريڊنگ بيڪٽيريا بنيادي طور تي ڪيٽيڪل ذريعي سيليسيلڪ ايسڊ کي ميٽابولائز ڪندا آهن، جڏهن ته ڪارباريل-ڊيگريڊنگ بيڪٽيريا جينٽيسيٽ رستي ذريعي سيليسيلڪ ايسڊ کي ميٽابولائز ڪرڻ کي ترجيح ڏيندا آهن.
نيپٿلين سلفونڪ ايسڊ/ڊسلفونڪ ايسڊ ۽ نيپٿائلامين سلفونڪ ايسڊ ڊيريويٽيوز کي ايزو رنگن، ويٽنگ ايجنٽن، ڊسپرسنٽ وغيره جي پيداوار ۾ وچولي طور استعمال ڪري سگهجي ٿو. جيتوڻيڪ انهن مرکبن ۾ انسانن لاءِ گهٽ زهر آهي، پر سائيٽوٽوڪسيسيٽي جائزي مان ظاهر ٿيو آهي ته اهي مڇي، ڊيفنيا ۽ الجي لاءِ موتمار آهن (گريم ۽ ٻيا، 1994). جنس سيوڊوموناس (اسٽرين A3، C22) جي نمائندن کي ٻڌايو ويو آهي ته اهي ڊائي هائيڊروڊيول ٺاهڻ لاءِ سلفونڪ ايسڊ گروپ تي مشتمل خوشبودار انگوزي جي ٻٽي هائيڊروڪسيليشن ذريعي ميٽابولزم شروع ڪن ٿا، جيڪو وڌيڪ سلفائٽ گروپ جي خود بخود ڪليويج ذريعي 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿالين ۾ تبديل ٿئي ٿو (بريلون ۽ ٻيا، 1981). نتيجي ۾ 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿالين ڪلاسيڪل نيپٿلين رستي ذريعي ڪيٽابولائيز ڪيو ويندو آهي، يعني ڪيٽيڪول يا جينٽي سيٽ رستي (شڪل 4). اهو ڏيکاريو ويو آهي ته امينونافٽالين سلفونڪ ايسڊ ۽ هائيڊروڪسينافٿالين سلفونڪ ايسڊ مڪمل طور تي مڪمل ڪيٽابولڪ رستن سان گڏ مخلوط بيڪٽيريا ڪنسورشيا ذريعي خراب ٿي سگهن ٿا (نورٽيمن ۽ ٻيا، 1986). اهو ڏيکاريو ويو آهي ته ڪنسورشيم جو هڪ ميمبر 1,2-ڊائي آڪسيجنيشن ذريعي امينونافٽالين سلفونڪ ايسڊ يا هائيڊروڪسينافٿالين سلفونڪ ايسڊ کي ڊيسلفرائيز ڪري ٿو، جڏهن ته امينوسالسيليليٽ يا هائيڊروڪسينافٿالين سلفونڪ ايسڊ ڪلچر ميڊيم ۾ هڪ ڊيڊ اينڊ ميٽابولائٽ جي طور تي جاري ڪيو ويندو آهي ۽ بعد ۾ ڪنسورشيم جي ٻين ميمبرن طرفان ورتو ويندو آهي. نيپٿالينيڊيسلفونڪ ايسڊ نسبتاً قطبي آهي پر خراب طور تي بايوڊيگريڊبل آهي ۽ تنهن ڪري مختلف رستن ذريعي ميٽابولائز ڪري سگهجي ٿو. پهرين ڊيسلفرائيزيشن خوشبودار انگوزي ۽ سلفونڪ ايسڊ گروپ جي ريگيو سليڪٽو ڊاءِ هائيڊروڪسيليشن دوران ٿيندي آهي؛ ٻيو ڊيسلفرائيزيشن 5-سلفوساليسيلڪ ايسڊ جي هائيڊروڪسيليشن دوران سيليسيلڪ ايسڊ 5-هائيڊروڪسيليز ذريعي جينٽيسڪ ايسڊ ٺاهڻ لاءِ ٿئي ٿو، جيڪو مرڪزي ڪاربن رستي ۾ داخل ٿئي ٿو (بريلون ۽ ٻيا، 1981) (شڪل 4). نيپٿلين جي تباهي لاءِ ذميوار اينزائمز نيپٿلين سلفونيٽ ميٽابولزم لاءِ پڻ ذميوار آهن (بريلون ۽ ٻيا، 1981؛ ڪيڪ ۽ ٻيا، 2006).
شڪل 4. نيپٿلين سلفونيٽ جي تباهي لاءِ ميٽابولڪ رستا. دائرن اندر انگ نيپٿائل سلفونيٽ ميٽابولزم لاءِ ذميوار اينزائمز جي نمائندگي ڪن ٿا، جيڪي شڪل 3 ۾ بيان ڪيل اينزائمز سان ملندڙ جلندڙ/هڪجهڙا آهن.
گھٽ ماليڪيولر وزن PAHs (LMW-PAHs) گھٽائيندڙ، هائيڊروفوبڪ ۽ گھٽ حل ٿيندڙ آهن، ۽ تنهن ڪري قدرتي خرابي/تباهيءَ لاءِ حساس نه آهن. بهرحال، ايروبڪ مائڪروجنزم ماليڪيولر آڪسيجن (O2) جذب ڪندي ان کي آڪسائيڊ ڪرڻ جي قابل آهن. اهي اينزائمز بنيادي طور تي آڪسائيڊورڊيڪٽيسس جي ڪلاس سان تعلق رکن ٿا ۽ مختلف رد عمل انجام ڏئي سگهن ٿا جهڙوڪ خوشبودار رنگ هائيڊروڪسيليشن (مونو- يا ڊائي هائيڊروڪسيليشن)، ڊيهائيڊروجنيشن ۽ خوشبودار رنگ ڪليويج. انهن رد عملن مان حاصل ڪيل شيون وڌيڪ آڪسائيڊيشن حالت ۾ آهن ۽ مرڪزي ڪاربن رستي ذريعي وڌيڪ آساني سان ميٽابولائز ٿين ٿيون (فيل ۽ ٻيا، 2020). تباهي واري رستي ۾ اينزائمز کي انڊيڪيبل ٻڌايو ويو آهي. جڏهن سيلز کي سادي ڪاربن ذريعن جهڙوڪ گلوڪوز يا نامياتي تيزاب تي وڌايو ويندو آهي ته انهن اينزائمز جي سرگرمي تمام گهٽ يا نه هجڻ جي برابر هوندي آهي. جدول 3 نيفٿلين ۽ ان جي ڊيريويٽوز جي ميٽابولزم ۾ شامل مختلف اينزائمز (آڪسيجنيز، هائيڊروليز، ڊيهائيڊروجنيز، آڪسائيڊيز، وغيره) جو خلاصو پيش ڪري ٿو.
جدول 3. نيپٿلين ۽ ان جي ڊيريويٽوز جي تباهي لاءِ ذميوار اينزائمز جون بايو ڪيميڪل خاصيتون.
ريڊيوآئسوٽوپ مطالعي (18O2) ڏيکاريو آهي ته آڪسيجنيز ذريعي ماليڪيولر O2 جو خوشبودار حلقن ۾ شامل ٿيڻ هڪ مرڪب جي وڌيڪ بايوڊيگريڊيشن کي چالو ڪرڻ ۾ سڀ کان اهم قدم آهي (هائيشي ۽ ٻيا، 1955؛ ميسن ۽ ٻيا، 1955). هڪ آڪسيجن ايٽم (O) کي ماليڪيولر آڪسيجن (O2) مان سبسٽريٽ ۾ شامل ڪرڻ يا ته اينڊوجينس يا ايڪسوجينس مونو آڪسيجنيز (جنهن کي هائيڊروڪسيليز پڻ سڏيو ويندو آهي) ذريعي شروع ڪيو ويندو آهي. ٻيو آڪسيجن ايٽم پاڻي ۾ گهٽجي ويندو آهي. ايڪسوجينس مونو آڪسيجنيز NADH يا NADPH سان فلوين کي گهٽائي ٿو، جڏهن ته اينڊومونوڪ آڪسيجنيز ۾ فلوين سبسٽريٽ ذريعي گهٽجي ويندو آهي. هائيڊروڪسيليشن جي پوزيشن پيداوار جي ٺهڻ ۾ تنوع جو نتيجو آهي. مثال طور، سيليسيليٽ 1-هائيڊروڪسيليز هائيڊروڪسيليٽس سيليسيلڪ ايسڊ کي C1 پوزيشن تي، ڪيٽيڪول ٺاهيندي آهي. ٻئي طرف، ملٽي ڪمپوننٽ سيليسيليٽ 5-هائيڊروڪسيليز (ريڊڪٽيس، فيريڊوڪسين، ۽ آڪسيجنيس سب يونٽس تي مشتمل) سيليسيلڪ ايسڊ کي C5 پوزيشن تي هائيڊروڪسيليٽ ڪري ٿو، جينٽيسڪ ايسڊ ٺاهي ٿو (ياماموتو ۽ ٻيا، 1965).
ڊاءِ آڪسيجنيز ٻن O2 ايٽمن کي سبسٽريٽ ۾ شامل ڪن ٿا. ٺهيل شين جي بنياد تي، انهن کي رنگ هائيڊروڪسيليٽنگ ڊاءِ آڪسيجنيز ۽ رنگ ڪليونگ ڊاءِ آڪسيجنيز ۾ ورهايو ويو آهي. رنگ هائيڊروڪسيليٽنگ ڊاءِ آڪسيجنيز خوشبودار سبسٽريٽ کي سس-ڊاءِ هائيڊروڊائيولز (مثال طور، نيپٿالين) ۾ تبديل ڪن ٿا ۽ بيڪٽيريا ۾ عام آهن. اڄ تائين، اهو ڏيکاريو ويو آهي ته رنگ هائيڊروڪسيليٽنگ ڊاءِ آڪسيجنيز تي مشتمل جاندار مختلف خوشبودار ڪاربن ذريعن تي وڌڻ جي قابل آهن، ۽ انهن اينزائمز کي NDO (نپٿالين)، ٽولين ڊائي آڪسيجنيز (TDO، ٽولين)، ۽ بائي فينائل ڊاءِ آڪسيجنيز (BPDO، بائي فينائل) جي طور تي درجه بندي ڪيو ويو آهي. اين ڊي او ۽ بي پي ڊي او ٻئي مختلف پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (ٽولوين، نائٽروٽولوين، زائلين، ايٿائل بينزين، نيپٿالين، بائيفينائل، فلورين، انڊول، ميٿائل نيپٿالين، نيپٿالين سلفونيٽ، فينانٿرين، اينٿراسين، ايسٽوفينون، وغيره) جي ڊبل آڪسائيڊيشن ۽ سائڊ چين هائيڊروڪسيليشن کي ڪيٽيلائيز ڪري سگهن ٿا (بوئڊ ۽ شيلڊريڪ، 1998؛ فيل ۽ ٻيا، 2020). اين ڊي او هڪ ملٽي ڪمپونينٽ سسٽم آهي جنهن ۾ هڪ آڪسيڊوريڊڪٽيس، هڪ فيريڊوڪسين، ۽ هڪ فعال سائيٽ تي مشتمل آڪسيجن جزو (گبسن ۽ سبرامنين، 1984؛ ريسنڪ ۽ ٻيا، 1996) شامل آهن. اين ڊي او جي ڪيٽيليٽڪ يونٽ ۾ هڪ وڏو α سب يونٽ ۽ هڪ ننڍڙو β سب يونٽ شامل آهي جيڪو α3β3 ترتيب ۾ ترتيب ڏنل آهي. اين ڊي او آڪسيجن جي هڪ وڏي خاندان سان تعلق رکي ٿو ۽ ان جي α-سب يونٽ ۾ هڪ ريسڪي سائيٽ [2Fe-2S] ۽ هڪ مونونيوڪليئر نان هيم آئرن شامل آهي، جيڪو اين ڊي او جي سبسٽريٽ خاصيت کي طئي ڪري ٿو (پيرالس ۽ ٻيا، 1998). عام طور تي، هڪ ڪيٽيليٽڪ چڪر ۾، پيريڊائن نيوڪليوٽائيڊ جي گهٽتائي مان ٻه اليڪٽران هڪ ريڊڪٽيس، هڪ فيريڊوڪسين ۽ هڪ ريسڪي سائيٽ ذريعي فعال سائيٽ ۾ في (II) آئن ڏانهن منتقل ڪيا ويندا آهن. گهٽائڻ وارا برابر ماليڪيولر آڪسيجن کي چالو ڪندا آهن، جيڪو سبسٽريٽ ڊائي هائيڊروڪسيليشن لاءِ هڪ شرط آهي (فيرارو ۽ ٻيا، 2005). اڄ تائين، صرف ڪجهه اين ڊي او کي مختلف قسمن کان صاف ڪيو ويو آهي ۽ تفصيل سان خاصيت ڪئي وئي آهي ۽ نيپٿلين جي تباهي ۾ شامل رستن جي جينياتي ڪنٽرول جو تفصيل سان مطالعو ڪيو ويو آهي (ريسنڪ ۽ ٻيا، 1996؛ پيرالس ۽ ٻيا، 1998؛ ڪارلسن ۽ ٻيا، 2003). رنگ-ڪليونگ ڊاءِ آڪسيجنيز (اينڊو- يا آرٿو-رنگ-ڪليونگ اينزائمز ۽ ايڪسوڊول- يا ميٽا-رنگ-ڪليونگ اينزائمز) هائيڊروڪسيليٽيڊ خوشبودار مرکبات تي ڪم ڪن ٿا. مثال طور، آرٿو-رنگ-ڪليونگ ڊاءِ آڪسيجنيز ڪيٽيڪول-1,2-ڊاءِ آڪسيجنيز آهي، جڏهن ته ميٽا-رنگ-ڪليونگ ڊاءِ آڪسيجنيز ڪيٽيڪول-2,3-ڊاءِ آڪسيجنيز آهي (ڪوجيما ۽ ٻيا، 1961؛ نوزاڪي ۽ ٻيا، 1968). مختلف آڪسيجنيز کان علاوه، مختلف ڊي هائيڊروجنيز پڻ آهن جيڪي خوشبودار ڊائي هائيڊروڊائيولز، الڪوحل ۽ الڊيهائيڊز جي ڊي هائيڊروجنيشن ۽ NAD+/NADP+ کي اليڪٽران قبول ڪندڙن جي طور تي استعمال ڪرڻ لاءِ ذميوار آهن، جيڪي ميٽابولزم ۾ شامل ڪجهه اهم اينزائمز آهن (گبسن ۽ سبرامنين، 1984؛ شا ۽ هراياما، 1990؛ فاهلي ۽ ٻيا، 2020).
اينزائمز جهڙوڪ هائيڊروليز (ايسٽريز، امائيڊيز) اينزائمز جو ٻيو اهم طبقو آهن جيڪي پاڻي کي ڪوويلنٽ بانڊز کي ٽوڙڻ ۽ وسيع سبسٽريٽ جي خاصيت کي ظاهر ڪرڻ لاءِ استعمال ڪندا آهن. ڪارباريل هائيڊروليز ۽ ٻيا هائيڊروليز گرام-منفي بيڪٽيريا جي ميمبرن ۾ پيري پلازم (ٽرانس ميمبرين) جا جزا سمجهيا وڃن ٿا (ڪاميني ۽ ٻيا، 2018). ڪارباريل ۾ هڪ امائيڊ ۽ هڪ ايسٽر لنڪيج ٻئي آهن؛ تنهن ڪري، ان کي ايسٽريز يا امائيڊيز ذريعي هائيڊرولائيز ڪري سگهجي ٿو ته جيئن 1-نافٿول ٺهي سگهي. رائيزوبيئم ۾ ڪارباريل رائيزوبيئم اسٽرين AC10023 ۽ آرٿروبيئڪٽر اسٽرين RC100 کي ترتيب وار ايسٽريز ۽ امائيڊيز طور ڪم ڪرڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي. آرٿروبيئڪٽر اسٽرين RC100 ۾ ڪارباريل پڻ امائيڊيز طور ڪم ڪري ٿو. آر سي 100 کي چار اين-ميٿائل ڪارباميٽ ڪلاس جي حشرات کي هائيڊولائيز ڪرڻ لاءِ ڏيکاريو ويو آهي جهڙوڪ ڪارباريل، ميٿومائل، ميفينامڪ ايسڊ ۽ ايڪس ايم سي (هائياتسو ۽ ٻيا، 2001). اهو رپورٽ ڪيو ويو ته سي ايڇ ۾ سوڊوموناس ايس پي. سي 5 پي پي ڪارباريل (100٪ سرگرمي) ۽ 1-نيفٿائل ايسٽيٽ (36٪ سرگرمي) تي ڪم ڪري سگهي ٿو، پر 1-نيفٿائل ايسٽيٽامائيڊ تي نه، اهو ظاهر ڪري ٿو ته اهو هڪ ايسٽريس آهي (ترويدي ۽ ٻيا، 2016).
حياتياتي مطالعي، اينزائم ريگيوليشن نمونن، ۽ جينياتي تجزيي مان ظاهر ٿيو آهي ته نيپٿلين ڊيگريڊيشن جين ٻن انڊيڪيبل ريگيوليٽري يونٽن يا "اوپيرون" تي مشتمل آهن: nah ("اپ اسٽريم رستو"، نيپٿلين کي سيليسيلڪ ايسڊ ۾ تبديل ڪرڻ) ۽ sal ("ڊائون اسٽريم رستو"، ڪيٽيڪول ذريعي سيليسيلڪ ايسڊ کي مرڪزي ڪاربن رستي ۾ تبديل ڪرڻ). سيليسيلڪ ايسڊ ۽ ان جا اينالاگ انڊيڪيسر طور ڪم ڪري سگهن ٿا (شمس الزمان ۽ بارنسلي، 1974). گلوڪوز يا نامياتي تيزاب جي موجودگي ۾، اوپيرون کي دٻايو ويندو آهي. شڪل 5 نيپٿلين ڊيگريڊيشن جي مڪمل جينياتي تنظيم ڏيکاري ٿي (اوپيرون جي صورت ۾). nah جين (ndo/pah/dox) جي ڪيترن ئي نالي وارن قسمن/شڪلن کي بيان ڪيو ويو آهي ۽ سڀني Pseudomonas نسلن ۾ اعلي ترتيب هومولوجي (90٪) مليا آهن (عباسيئن وغيره، 2016). نيپٿلين اپ اسٽريم رستي جي جين کي عام طور تي اتفاق راءِ سان ترتيب ڏنو ويو هو جيئن شڪل 5A ۾ ڏيکاريل آهي. هڪ ٻيو جين، nahQ، پڻ نيپٿلين ميٽابولزم ۾ شامل هجڻ جي رپورٽ ڪئي وئي هئي ۽ عام طور تي nahC ۽ nahE جي وچ ۾ واقع هو، پر ان جو اصل ڪم اڃا تائين واضح ٿيڻو آهي. ساڳئي طرح، nahY جين، جيڪو نيپٿلين حساس ڪيموٽيڪسس لاءِ ذميوار آهي، ڪجهه ميمبرن ۾ nah اوپيرون جي ڊسٽل آخر ۾ مليو. رالسٽونيا اسپيشل ۾، U2 جين انڪوڊنگ گلوٽاٿيون S-ٽرانسفريز (gsh) کي nahAa ۽ nahAb جي وچ ۾ واقع مليو پر نيپٿلين جي استعمال جي خاصيتن کي متاثر نه ڪيو (زائلسٽرا ۽ ٻيا، 1997).
شڪل 5. بيڪٽيريا جي نسلن ۾ نيپٿلين جي تباهي دوران مشاهدو ڪيل جينياتي تنظيم ۽ تنوع؛ (الف) مٿيون نيپٿلين رستو، نيپٿلين جو سيليسيلڪ ايسڊ ۾ ميٽابولزم؛ (ب) هيٺيون نيپٿلين رستو، سيليسيلڪ ايسڊ ڪيٽيڪول ذريعي مرڪزي ڪاربن رستي تائين؛ (ج) سيليسيلڪ ايسڊ جينٽيسيٽ ذريعي مرڪزي ڪاربن رستي تائين.
"هيٺيون رستو" (سال اوپرون) عام طور تي nahGTHINLMOKJ تي مشتمل هوندو آهي ۽ ڪيٽيڪول ميٽيرنگ ڪليويج رستي ذريعي سيليسيليٽ کي پائروويٽ ۽ ايسٽيلڊيهائيڊ ۾ تبديل ڪندو آهي. nahG جين (انڪوڊنگ سيليسيليٽ هائيڊروڪسيليس) کي اوپرون جي ويجهڙائي واري آخر ۾ محفوظ ڏٺو ويو (شڪل 5B). ٻين نيپٿلين کي گهٽائڻ واري اسٽرين جي مقابلي ۾، P. putida CSV86 ۾ nah ۽ sal اوپرون ٽينڊم ۽ تمام ويجها لاڳاپيل آهن (تقريبن 7.5 kb). ڪجهه گرام-منفي بيڪٽيريا ۾، جهڙوڪ Ralstonia sp. U2، Polaromonas naphthalenivorans CJ2، ۽ P. putida AK5، نيپٿلين کي جينٽي سيٽ رستي ذريعي مرڪزي ڪاربن ميٽابولائٽ جي طور تي ميٽابولائز ڪيو ويندو آهي (sgp/nag اوپرون جي صورت ۾). جين ڪيسٽ عام طور تي nagAaGHAbAcAdBFCQEDJI جي صورت ۾ پيش ڪيو ويندو آهي، جتي nagR (LysR قسم جي ريگيوليٽر کي انڪوڊ ڪندي) مٿئين ڇيڙي تي واقع هوندو آهي (شڪل 5C).
ڪارباريل 1-نافٿول، 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿالين، سليسيلڪ ايسڊ، ۽ جينٽيسڪ ايسڊ جي ميٽابولزم ذريعي مرڪزي ڪاربن چڪر ۾ داخل ٿئي ٿو (شڪل 3). جينياتي ۽ ميٽابولڪ مطالعي جي بنياد تي، هن رستي کي "اپ اسٽريم" (ڪارباريل جي سليسيلڪ ايسڊ ۾ تبديلي)، "وچولي" (سيليسڪ ايسڊ جي جينٽيسڪ ايسڊ ۾ تبديلي)، ۽ "ڊائون اسٽريم" (جينٽيسڪ ايسڊ جي مرڪزي ڪاربن رستي جي وچولي ۾ تبديلي) ۾ ورهائڻ جي تجويز ڏني وئي آهي (سنگھ ۽ ٻيا، 2013). C5pp (supercontig A، 76.3 kb) جي جينومڪ تجزيي مان ظاهر ٿيو ته mcbACBDEF جين ڪارباريل کي سليسيلڪ ايسڊ ۾ تبديل ڪرڻ ۾ شامل آهي، ان کان پوءِ mcbIJKL سيليسيلڪ ايسڊ کي جينٽيسڪ ايسڊ ۾ تبديل ڪرڻ ۾، ۽ mcbOQP جينٽيسڪ ايسڊ کي سينٽرل ڪاربن انٽرميڊيٽس (fumarate ۽ pyruvate، Trivedi et al.، 2016) ۾ تبديل ڪرڻ ۾ شامل آهي (شڪل 6).
اهو ٻڌايو ويو آهي ته خوشبودار هائيڊرو ڪاربن (نافٿلين ۽ سليسيلڪ ايسڊ سميت) جي تباهي ۾ شامل اينزائمز لاڳاپيل مرکبات جي ذريعي متاثر ٿي سگهن ٿا ۽ سادي ڪاربن ذريعن جهڙوڪ گلوڪوز يا نامياتي تيزاب (شنگلر، 2003؛ فيل ۽ ٻيا، 2019، 2020) جي ذريعي روڪي سگهجن ٿا. نيافٿلين ۽ ان جي ڊيريويٽوز جي مختلف ميٽابولڪ رستن مان، نيافٿلين ۽ ڪارباريل جي ريگيوليٽري خاصيتن جو ڪجهه حد تائين مطالعو ڪيو ويو آهي. نيافٿلين لاءِ، اپ اسٽريم ۽ ڊائون اسٽريم ٻنهي رستن ۾ جينز کي NahR پاران منظم ڪيو ويندو آهي، هڪ LysR قسم جي ٽرانس-ايڪٽنگ مثبت ريگيوليٽر. اهو nah جين کي سيليسيلڪ ايسڊ ۽ ان جي بعد ۾ اعليٰ سطحي اظهار (ين ۽ گنسالس، 1982) پاران شامل ڪرڻ لاءِ ضروري آهي. ان کان علاوه، مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته انٽيگريٽو هوسٽ فيڪٽر (IHF) ۽ XylR (سگما 54-انحصار ٽرانسڪرپشن ريگيوليٽر) پڻ نيافٿلين ميٽابولزم ۾ جينز جي ٽرانسڪرپشنل ايڪٽيويشن لاءِ اهم آهن (راموس ۽ ٻيا، 1997). مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته ڪيٽيڪول ميٽا-رنگ اوپننگ پاٿ وي جا اينزائمز، يعني ڪيٽيڪول 2,3-ڊائي آڪسيجنيز، نيپٿلين ۽/يا سليسيليڪ ايسڊ جي موجودگي ۾ پيدا ٿين ٿا (باسو ۽ ٻيا، 2006). مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته ڪيٽيڪول آرٿو-رنگ اوپننگ پاٿ وي جا اينزائمز، يعني ڪيٽيڪول 1,2-ڊائي آڪسيجنيز، بينزوڪ ايسڊ ۽ سيس، سيس-ميوڪونٽ جي موجودگي ۾ پيدا ٿين ٿا (پارسيڪ ۽ ٻيا، 1994؛ ٽوور ۽ ٻيا، 2001).
اسٽرين C5pp ۾، پنج جينز، mcbG، mcbH، mcbN، mcbR ۽ mcbS، ڪارباريل ڊيگريڊيشن کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ ذميوار ٽرانسڪرپشنل ريگيوليٽرز جي LysR/TetR خاندان سان تعلق رکندڙ ريگيوليٽرز کي انڪوڊ ڪن ٿا. هوموگلوس جين mcbG کي برڪ هولڊريا RP00725 (ٽريويدي ۽ ٻيا، 2016) ۾ فينانٿرين ميٽابولزم ۾ شامل LysR-قسم جي ريگيوليٽر PhnS (58٪ امينو ايسڊ سڃاڻپ) سان تمام گهڻو ويجهڙائي سان لاڳاپيل مليو. mcbH جين کي وچولي رستي (سيليسيلڪ ايسڊ جي جينٽيسک ايسڊ ۾ تبديلي) ۾ شامل مليو ۽ سوڊوموناس ۽ برڪ هولڊريا ۾ LysR-قسم جي ٽرانسڪرپشنل ريگيوليٽر NagR/DntR/NahR سان تعلق رکي ٿو. هن خاندان جي ميمبرن کي ٻڌايو ويو ته اهي سيلسيلڪ ايسڊ کي ڊيگريڊيشن جينز جي انڊڪشن لاءِ هڪ مخصوص اثر ڪندڙ ماليڪيول طور سڃاڻن ٿا. ٻئي طرف، ٽي جين، mcbN، mcbR ۽ mcbS، جيڪي LysR ۽ TetR قسم جي ٽرانسڪرپشنل ريگيوليٽرن سان تعلق رکن ٿا، ڊائون اسٽريم پاٿ وي (جينٽي سيٽ-سينٽرل ڪاربن پاٿ وي ميٽابولائٽس) ۾ سڃاڻپ ڪيا ويا.
پروڪاريوٽس ۾، پلازميڊ، ٽرانسپوزون، پروفيجز، جينومڪ ٻيٽ، ۽ انٽيگريٽو ڪنجوگيٽو عنصرن (ICE) ذريعي افقي جين جي منتقلي جا عمل (حاصل ڪرڻ، مٽاسٽا، يا منتقلي) بيڪٽيريا جي جينومز ۾ پلاسٽيٽي جا اهم سبب آهن، جيڪي مخصوص ڪمن/خاصيتن جي حاصلات يا نقصان جو سبب بڻجن ٿا. اهو بيڪٽيريا کي مختلف ماحولياتي حالتن سان تيزي سان مطابقت پيدا ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو، ميزبان کي امڪاني موافق ميٽابولڪ فائدا فراهم ڪري ٿو، جهڙوڪ خوشبودار مرکبات جو زوال. ميٽابولڪ تبديليون اڪثر ڪري ڊيگريڊيشن اوپيرون، انهن جي ريگيوليٽري ميڪانيزم، ۽ اينزائم جي خاصيتن جي فائن ٽيوننگ ذريعي حاصل ڪيون وينديون آهن، جيڪي خوشبودار مرکبات جي وسيع رينج جي تباهي کي آسان بڻائين ٿيون (نوجيري ۽ ٻيا، 2004؛ فيل ۽ ٻيا، 2019، 2020). نيپٿلين ڊيگريڊيشن لاءِ جين ڪيسٽ مختلف قسم جي موبائل عنصرن جهڙوڪ پلازميڊ (ڪنجوگيٽو ۽ غير ڪنجوگيٽو)، ٽرانسپوزون، جينوم، ICEs، ۽ مختلف بيڪٽيريا نسلن جي ميلاپ تي واقع مليا آهن (شڪل 5). سوڊوموناس G7 ۾، پلازمڊ NAH7 جا nah ۽ sal operons ساڳئي رخ ۾ نقل ڪيا ويا آهن ۽ هڪ خراب ٽرانسپوسن جو حصو آهن جنهن کي متحرڪ ڪرڻ لاءِ ٽرانسپوسيس Tn4653 جي ضرورت آهي (Sota et al.، 2006). سوڊوموناس اسٽرين NCIB9816-4 ۾، جين ڪنجوگيٽو پلازمڊ pDTG1 تي ٻن اوپيرون (تقريبن 15 kb جي فاصلي تي) جي طور تي مليو هو جيڪي مخالف طرفن ۾ نقل ڪيا ويا هئا (Dennis ۽ Zylstra، 2004). سوڊوموناس پوٽيڊا اسٽرين AK5 ۾، غير ڪنجوگيٽو پلازمڊ pAK5 جينٽيسيٽ رستي ذريعي نيپٿلين جي خرابي لاءِ ذميوار اينزائم کي انڪوڊ ڪري ٿو (Izmalkova et al.، 2013). سوڊوموناس اسٽرين PMD-1 ۾، nah operon ڪروموسوم تي واقع آهي، جڏهن ته sal operon ڪنجوگيٽو پلازمڊ pMWD-1 تي واقع آهي (Zuniga et al., 1981). جڏهن ته، سوڊوموناس اسٽٽزيري AN10 ۾، سڀئي نيپٿلين ڊيگريڊيشن جين (nah ۽ sal operons) ڪروموسوم تي واقع آهن ۽ ممڪن طور تي ٽرانسپوزيشن، ري ڪمبينيشن، ۽ ري آرگنمينٽ واقعن ذريعي ڀرتي ڪيا ويا آهن (Bosch et al., 2000). سوڊوموناس sp. CSV86 ۾، nah ۽ sal operons جينوم ۾ ICE (ICECSV86) جي صورت ۾ واقع آهن. ساخت tRNAGly پاران محفوظ ڪئي وئي آهي جنهن کان پوءِ سڌي طرح ورجائي ٿي جيڪا ٻيهر ميلاپ/منسلڪ سائيٽن (attR ۽ attL) ۽ tRNAGly جي ٻنهي سرن تي واقع هڪ فيج جهڙو انٽيگريس کي ظاهر ڪري ٿي، اهڙي طرح ساخت جي لحاظ کان ICEclc عنصر (ICEclcB13 Pseudomonas knackmusii ۾ chlorocatechol degradation لاءِ) سان ملندڙ جلندڙ آهي. اهو ٻڌايو ويو آهي ته ICE تي جين کي انتهائي گهٽ منتقلي فريڪوئنسي (10-8) سان ڪنجوگيشن ذريعي منتقل ڪري سگهجي ٿو، انهي ڪري وصول ڪندڙ کي خرابي جي خاصيتن کي منتقل ڪيو ويندو آهي (Basu and Phale, 2008; Phale et al., 2019).
ڪارباريل جي تباهيءَ جا ذميوار گھڻا جين پلازميڊ تي واقع آهن. آرٿروبيڪٽر ايس پي آر سي 100 ۾ ٽي پلازميڊ (pRC1، pRC2 ۽ pRC300) شامل آهن جن مان ٻه ڪنجوگيٽو پلازميڊ، pRC1 ۽ pRC2، اينزائمز کي انڪوڊ ڪن ٿا جيڪي ڪارباريل کي جينٽيزيٽ ۾ تبديل ڪن ٿا. ٻئي طرف، جينٽيزيٽ کي مرڪزي ڪاربن ميٽابولائٽس ۾ تبديل ڪرڻ ۾ شامل اينزائمز ڪروموسوم تي واقع آهن (هائياتسو ايٽ ال.، 1999). جينس رائزوبيئم جا بيڪٽيريا. اسٽرين AC100، جيڪو ڪارباريل کي 1-نافٿول ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، ان ۾ پلازميڊ pAC200 شامل آهي، جيڪو CEhA جين کي انڪوڊنگ ڪري ٿو جيڪو Tnceh ٽرانسپوسن جي حصي طور داخل ڪرڻ واري عنصر جهڙي ترتيب (istA ۽ istB) سان گھريل آهي (هاشموٽو ايٽ ال.، 2002). Sphingomonas strain CF06 ۾، ڪارباريل ڊيگريڊيشن جين کي پنجن پلازميڊ ۾ موجود سمجهيو ويندو آهي: pCF01، pCF02، pCF03، pCF04، ۽ pCF05. انهن پلازميڊ جي ڊي اين اي هومولوجي وڌيڪ آهي، جيڪا هڪ جين ڊپليڪيشن واقعي جي وجود کي ظاهر ڪري ٿي (فينگ ۽ ٻيا، 1997). ٻن Pseudomonas نسلن تي مشتمل ڪارباريل-ڊيگريڊنگ سمبيونٽ ۾، اسٽرين 50581 ۾ هڪ ڪنجوگيٽو پلازميڊ pCD1 (50 kb) شامل آهي جيڪو mcd ڪارباريل هائيڊروليز جين کي انڪوڊ ڪري ٿو، جڏهن ته اسٽرين 50552 ۾ ڪنجوگيٽو پلازميڊ هڪ 1-نافٿول-ڊيگريڊنگ اينزائم (چپالامادگو ۽ چوڌري، 1991) کي انڪوڊ ڪري ٿو. ايڪروموبيڪٽر اسٽرين WM111 ۾، mcd فوراڊان هائيڊروليز جين 100 kb پلازميڊ (pPDL11) تي واقع آهي. هي جين مختلف جاگرافيائي علائقن جي مختلف بيڪٽيريا ۾ مختلف پلازميڊ (100، 105، 115 يا 124 kb) تي موجود ڏيکاريو ويو آهي (پاريخ ۽ ٻيا، 1995). Pseudomonas sp. C5pp ۾، ڪارباريل جي تباهي لاءِ ذميوار سڀئي جين 76.3 kb تسلسل تي پکڙيل جينوم ۾ واقع آهن (ترويدي ۽ ٻيا، 2016). جينوم تجزيو (6.15 Mb) 42 MGEs ۽ 36 GEIs جي موجودگي ظاهر ڪئي، جن مان 17 MGEs سپر ڪانٽيگ A (76.3 kb) ۾ سراسري غير متناسب G+C مواد (54-60 mol%) سان واقع هئا، ممڪن افقي جين منتقلي واقعن جو مشورو ڏئي ٿو (ترويدي ۽ ٻيا، 2016). پي. پوٽيدا XWY-1 ڪارباريل کي خراب ڪندڙ جينز جي هڪجهڙائي واري ترتيب ڏيکاري ٿو، پر اهي جينز هڪ پلازمڊ تي واقع آهن (Zhu et al.، 2019).
بايو ڪيميڪل ۽ جينومڪ سطحن تي ميٽابولڪ ڪارڪردگي کان علاوه، مائڪروجنزم ٻيون خاصيتون يا ردعمل پڻ ظاهر ڪن ٿا جهڙوڪ ڪيموٽيڪسس، سيل جي مٿاڇري جي تبديلي جا خاصيتون، ڪمپارٽمينٽلائيزيشن، ترجيحي استعمال، بايو سرفيڪٽنٽ پيداوار، وغيره، جيڪي انهن کي آلوده ماحول ۾ خوشبودار آلودگي کي وڌيڪ موثر طريقي سان ميٽابولائز ڪرڻ ۾ مدد ڪن ٿا (شڪل 7).
شڪل 7. غير ملڪي آلودگي واري مرکبات جي موثر بايوڊيگريڊيشن لاءِ مثالي خوشبودار هائيڊرو ڪاربن-ڊيگريڊنگ بيڪٽيريا جون مختلف سيلولر ردعمل حڪمت عمليون.
ڪيموٽيڪڪ ردعمل کي غير معمولي طور تي آلوده ماحولياتي نظام ۾ نامياتي آلودگي جي تباهي کي وڌائڻ وارا عنصر سمجهيو ويندو آهي. (2002) اهو ظاهر ڪيو ته Pseudomonas sp. G7 کان نيپٿلين تائين ڪيموٽيڪسس آبي نظامن ۾ نيپٿلين جي تباهي جي شرح کي وڌايو. جهنگلي قسم جي قسم G7 نيپٿلين کي ڪيموٽيڪسس جي گهٽتائي واري ميوٽنٽ اسٽرين جي ڀيٽ ۾ تمام تيزيءَ سان خراب ڪيو. NahY پروٽين (ميمبرين ٽوپولوجي سان 538 امينو ايسڊ) کي NAH7 پلازميڊ تي ميٽيڪليويج پاٿ وي جينز سان گڏ نقل ڪيو ويو، ۽ ڪيموٽيڪسس ٽرانسڊيوسرز وانگر، هي پروٽين نيپٿلين جي تباهي لاءِ ڪيمو ريسيپٽر طور ڪم ڪرڻ لڳي ٿو (گريم ۽ هاروڊ 1997). هينسل ۽ ٻين پاران هڪ ٻيو مطالعو. (2009) ڏيکاريو ته پروٽين ڪيموٽيڪڪ آهي، پر ان جي تباهي جي شرح وڌيڪ آهي. (2011) ۾ گيسي نيپٿالين جي خلاف پسيوڊوموناس (پي. پوٽيڊا) جي ڪيموٽيڪڪ ردعمل جو مظاهرو ڪيو ويو، جتي گئس جي مرحلي جي پکيڙ جي نتيجي ۾ سيلز ڏانهن نيپٿالين جو هڪ مستقل وهڪرو پيدا ٿيو، جيڪو سيلز جي ڪيموٽيڪڪ ردعمل کي ڪنٽرول ڪري ٿو. محققن هن ڪيموٽيڪڪ رويي کي استعمال ڪيو ته جيئن مائڪروبس کي انجنيئر ڪيو وڃي جيڪي تباهي جي شرح کي وڌائين. مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته ڪيموسينسري رستا ٻين سيلولر ڪمن کي پڻ منظم ڪن ٿا جهڙوڪ سيل ڊويزن، سيل سائيڪل ريگيوليشن، ۽ بايو فلم ٺهڻ، انهي ڪري تباهي جي شرح کي ڪنٽرول ڪرڻ ۾ مدد ڪن ٿا. بهرحال، موثر تباهي لاءِ هن ملڪيت (ڪيموٽيڪسس) کي استعمال ڪرڻ ۾ ڪيترن ئي رڪاوٽن جي ڪري رڪاوٽ پيدا ٿئي ٿي. اهم رڪاوٽون آهن: (الف) مختلف پيرالوگس ريڪٽرز ساڳين مرکبات / ليگينڊز کي سڃاڻن ٿا؛ (ب) متبادل ريڪٽرز جو وجود، يعني توانائي واري ٽراپزم؛ (ج) ساڳئي ريڪٽر خاندان جي حسي ڊومينز ۾ اهم ترتيب فرق؛ ۽ (د) وڏي بيڪٽيريا سينسر پروٽين تي معلومات جي کوٽ (اورٽيگا ۽ ٻيا، 2017؛ مارٽن-مورا ۽ ٻيا، 2018). ڪڏهن ڪڏهن، خوشبودار هائيڊرو ڪاربن جي بايوڊيگريڊيشن ڪيترائي ميٽابولائٽس/انٽرميڊيئيٽس پيدا ڪري ٿي، جيڪي بيڪٽيريا جي هڪ گروپ لاءِ ڪيموٽيڪڪ ٿي سگهن ٿا پر ٻين لاءِ رد عمل پيدا ڪن ٿا، عمل کي وڌيڪ پيچيده بڻائين ٿا. ڪيميائي ريڪٽرز سان ليگينڊز (خوشبودار هائيڊرو ڪاربن) جي رابطي کي سڃاڻڻ لاءِ، اسان هائبرڊ سينسر پروٽين (PcaY، McfR، ۽ NahY) ٺاهيا آهن سيوڊوموناس پوٽيدا ۽ ايسچريچيا ڪولي جي سينسر ۽ سگنلنگ ڊومينز کي فيوز ڪندي، جيڪي ترتيب وار خوشبودار تيزاب، TCA انٽرميڊيئيٽس، ۽ نيپٿلين لاءِ ريڪٽرز کي نشانو بڻائين ٿا (لو ۽ ٻيا، 2019).
نيپٿلين ۽ ٻين پولي سائيڪلڪ اروميٽڪ هائيڊرو ڪاربن (PAHs) جي اثر هيٺ، بيڪٽيريا جي جھلي جي بناوت ۽ مائڪروجنزمن جي سالميت ۾ اهم تبديليون اينديون آهن. مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته نيپٿلين هائيڊروفوبڪ رابطي ذريعي ايسل چين جي رابطي ۾ مداخلت ڪري ٿو، جنهن جي ڪري جھلي جي سوجن ۽ رواني وڌي ٿي (سڪيما ۽ ٻيا، 1995). هن نقصانڪار اثر کي منهن ڏيڻ لاءِ، بيڪٽيريا آئيسو/اينٽيسو برانچڊ-چين فيٽي ايسڊز جي وچ ۾ تناسب ۽ فيٽي ايسڊ جي جوڙجڪ کي تبديل ڪندي ۽ سيس-ان سيچوريٽريڊ فيٽي ايسڊز کي لاڳاپيل ٽرانس-آئسومر ۾ آئسومرائيز ڪندي جھلي جي رواني کي منظم ڪن ٿا (هائيپيپر ۽ ڊي بونٽ، 1994). نيپٿلين جي علاج تي پوکيل پسيوڊوموناس اسٽٽزيري ۾، سيچوريٽريڊ کان غير سيچوريٽريڊ فيٽي ايسڊ تناسب 1.1 کان 2.1 تائين وڌي ويو، جڏهن ته پسيوڊوموناس JS150 ۾ هي تناسب 7.5 کان 12.0 تائين وڌي ويو (مروزڪ ۽ ٻيا، 2004). جڏهن نيپٿلين تي پوکيو ويو، ته ايڪروموبيڪٽر ڪي اي 3-5 سيلز نيپٿلين ڪرسٽل جي چوڌاري سيل جي مجموعي کي ظاهر ڪيو ۽ سيل جي مٿاڇري جي چارج ۾ گهٽتائي (-22.5 کان -2.5 ايم وي تائين) سائٽوپلاسمڪ ڪنڊينسيشن ۽ ويڪيولائيزيشن سان گڏ، سيل جي جوڙجڪ ۽ سيل جي مٿاڇري جي خاصيتن ۾ تبديلين کي ظاهر ڪري ٿو (موهاپترا ۽ ٻيا، 2019). جيتوڻيڪ سيلولر/مٿاڇري ۾ تبديليون سڌو سنئون خوشبودار آلودگي جي بهتر جذب سان لاڳاپيل آهن، لاڳاپيل بايو انجنيئرنگ حڪمت عملين کي مڪمل طور تي بهتر نه ڪيو ويو آهي. سيل جي شڪل جي هيراڦيري کي حياتياتي عملن کي بهتر ڪرڻ لاءِ گهٽ ۾ گهٽ استعمال ڪيو ويو آهي (وولڪ ۽ نيڪل، 2018). سيل جي ڊويزن کي متاثر ڪندڙ جين کي ختم ڪرڻ سيل جي مورفولوجي ۾ تبديلين جو سبب بڻجندو آهي. سيل جي ڊويزن کي متاثر ڪندڙ جين کي ختم ڪرڻ سيل جي مورفولوجي ۾ تبديلين جو سبب بڻجندو آهي. بيسيلس سبٽيليس ۾، سيل سيپٽم پروٽين سيپ ايف کي سيپٽم ٺهڻ ۾ شامل ڏيکاريو ويو آهي ۽ سيل جي ڊويزن جي ايندڙ مرحلن لاءِ گهربل آهي، پر اهو هڪ ضروري جين ناهي. بيسيلس سبٽيليس ۾ پيپٽائيڊ گلائيڪن هائيڊروليسس کي انڪوڊ ڪندڙ جين کي ختم ڪرڻ جي نتيجي ۾ سيل ڊگھائي، مخصوص واڌ جي شرح ۾ اضافو، ۽ اينزائم جي پيداوار جي صلاحيت ۾ بهتري آئي (ڪوئي ۽ ٻيا، 2018).
ڪارباريل ڊيگريڊيشن رستي جي ڪمپارٽمينٽلائيزيشن تجويز ڪئي وئي آهي ته جيئن سيوڊوموناس اسٽرين C5pp ۽ C7 جي موثر ڊيگريڊيشن حاصل ڪري سگهجي (ڪاميني ۽ ٻيا، 2018). اهو تجويز ڪيو ويو آهي ته ڪارباريل کي ٻاهرين جھلي جي سيپٽم ذريعي ۽/يا ڊفيوزبل پورنز ذريعي پيري پلازمڪ اسپيس ۾ منتقل ڪيو وڃي. CH هڪ پيري پلازمڪ اينزائم آهي جيڪو ڪارباريل جي هائيڊروليسس کي 1-نيفٿول تائين ڪيٽيلائيز ڪري ٿو، جيڪو وڌيڪ مستحڪم، وڌيڪ هائيڊروفوبڪ ۽ وڌيڪ زهر آهي. CH پيري پلازم ۾ مقامي آهي ۽ ڪارباريل لاءِ گهٽ لاڳاپو رکي ٿو، اهڙي طرح 1-نيفٿول جي ٺهڻ کي ڪنٽرول ڪري ٿو، ان ڪري سيلز ۾ ان جي جمع ٿيڻ کي روڪي ٿو ۽ سيلز ڏانهن ان جي زهر کي گهٽائي ٿو (ڪاميني ۽ ٻيا، 2018). نتيجي ۾ 1-نيفٿول کي اندروني جھلي پار سائيٽوپلازم ۾ ورهائڻ ۽/يا پکيڙ ذريعي منتقل ڪيو ويندو آهي، ۽ پوءِ مرڪزي ڪاربن رستي ۾ وڌيڪ ميٽابولزم لاءِ هاءِ-ايفينٽي اينزائم 1NH ذريعي 1,2-ڊائي هائيڊروڪسينافٿالين ۾ هائيڊروڪسيليٽ ڪيو ويندو آهي.
جيتوڻيڪ مائڪروجنزمن وٽ زينوبائيوٽڪ ڪاربن ذريعن کي خراب ڪرڻ لاءِ جينياتي ۽ ميٽابولڪ صلاحيتون آهن، انهن جي استعمال جي درجي بندي جي جوڙجڪ (يعني، پيچيده ڪاربن ذريعن تي سادي جو ترجيحي استعمال) بايوڊيگريڊيشن ۾ هڪ وڏي رڪاوٽ آهي. سادي ڪاربن ذريعن جي موجودگي ۽ استعمال جين کي انڪوڊنگ اينزائمز کي گهٽائي ٿو جيڪي پيچيده / غير ترجيحي ڪاربن ذريعن جهڙوڪ PAHs کي خراب ڪن ٿا. هڪ چڱي طرح مطالعو ڪيل مثال اهو آهي ته جڏهن گلوڪوز ۽ ليڪٽوز کي ايسچريچيا ڪولي کي گڏ ڪيو ويندو آهي، ته گلوڪوز ليڪٽوز کان وڌيڪ ڪارائتو استعمال ڪيو ويندو آهي (جيڪب ۽ مونوڊ، 1965). پسيودوموناس کي ڪاربن ذريعن جي طور تي مختلف قسم جي PAHs ۽ زينوبائيوٽڪ مرکبات کي خراب ڪرڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي. پسيودوموناس ۾ ڪاربن ذريعن جي استعمال جي درجي بندي نامياتي تيزاب > گلوڪوز > خوشبودار مرکبات (هائليمون ۽ فِبس، 1972؛ ڪوليئر وغيره، 1996) آهي. بهرحال، هڪ استثنا آهي. دلچسپ ڳالهه اها آهي ته، پسيودوموناس ايس پي. CSV86 هڪ منفرد درجي بندي واري جوڙجڪ ڏيکاري ٿو جيڪا ترجيحي طور تي گلوڪوز جي بدران خوشبودار هائيڊرو ڪاربن (بينزوڪ ايسڊ، نيپٿلين، وغيره) استعمال ڪري ٿي ۽ نامياتي تيزاب سان خوشبودار هائيڊرو ڪاربن کي گڏ ڪري ٿي (باسو ۽ ٻيا، 2006). هن بيڪٽيريا ۾، خوشبودار هائيڊرو ڪاربن جي تباهي ۽ ٽرانسپورٽ لاءِ جين ٻئي ڪاربن ذريعن جهڙوڪ گلوڪوز يا نامياتي تيزاب جي موجودگي ۾ به گهٽ نه ٿيندا آهن. جڏهن گلوڪوز ۽ خوشبودار هائيڊرو ڪاربن وچولي ۾ پوکيا ويندا هئا، اهو ڏٺو ويو ته گلوڪوز ٽرانسپورٽ ۽ ميٽابولزم لاءِ جين گهٽ ڪيا ويا هئا، خوشبودار هائيڊرو ڪاربن پهرين لاگ مرحلي ۾ استعمال ڪيا ويا، ۽ گلوڪوز ٻئي لاگ مرحلي ۾ استعمال ڪيو ويو (باسو ۽ ٻيا، 2006؛ چوڌري ۽ ٻيا، 2017). ٻئي طرف، نامياتي تيزاب جي موجودگي خوشبودار هائيڊرو ڪاربن ميٽابولزم جي اظهار کي متاثر نه ڪيو، تنهن ڪري هن بيڪٽيريا جي بايوڊيگريڊيشن مطالعي لاءِ اميدوار اسٽرين هجڻ جي اميد آهي (فيل ۽ ٻيا، 2020).
اهو چڱيءَ طرح معلوم آهي ته هائيڊرو ڪاربن بايو ٽرانسفارميشن آڪسائيڊيوٽ اسٽريس ۽ مائڪروجنزمن ۾ اينٽي آڪسيڊنٽ اينزائمز جي اپ ريگيوليشن جو سبب بڻجي سگهي ٿي. اسٽيشنري فيز سيلز ۾ ۽ زهريلي مرڪبن جي موجودگي ۾ ناڪاره نيپٿلين بايو ڊيگريڊيشن رد عمل واري آڪسيجن اسپيشيز (ROS) جي ٺهڻ جو سبب بڻجي ٿو (ڪانگ ۽ ٻيا 2006). جيئن ته نيپٿلين کي ڊيگريڊ ڪرڻ وارا اينزائمز آئرن-سلفر ڪلسٽرز تي مشتمل هوندا آهن، آڪسائيڊيوٽ اسٽريس جي تحت، هيم ۽ آئرن-سلفر پروٽين ۾ لوهه آڪسائيڊ ٿي ويندو، جنهن جي ڪري پروٽين غير فعال ٿي ويندو. فيريڊوڪسين-NADP+ ريڊڪٽيس (Fpr)، سپر آڪسائيڊ ڊسميوٽيس (SOD) سان گڏ، NADP+/NADPH ۽ فيريڊوڪسين يا فليووڊوڪسين جي ٻن ماليڪيولز جي وچ ۾ ريورسيبل ريڊوڪس رد عمل جي وچ ۾، ان ڪري ROS کي صاف ڪري ٿو ۽ آڪسائيڊيوٽ اسٽريس جي تحت آئرن-سلفر سينٽر کي بحال ڪري ٿو (لي ۽ ٻيا 2006). اهو ٻڌايو ويو آهي ته Pseudomonas ۾ Fpr ۽ SodA (SOD) ٻئي آڪسائيڊيوٽيڊ اسٽريس جي ڪري ٿي سگهن ٿا، ۽ نيپٿلين سان شامل ڪيل حالتن ۾ واڌ دوران چار Pseudomonas strains (O1، W1، As1، ۽ G1) ۾ SOD ۽ ڪيٽيليس سرگرمين ۾ اضافو ڏٺو ويو (ڪانگ ۽ ٻيا، 2006). مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته اينٽي آڪسيڊنٽ جهڙوڪ ايسڪربڪ ايسڊ يا فيرس آئرن (Fe2+) جو اضافو نيپٿلين جي واڌ جي شرح کي وڌائي سگھي ٿو. جڏهن روڊوڪوڪس اريٿروپولس نيپٿلين ميڊيم ۾ وڌيو، ته آڪسائيڊيوٽيڊ اسٽريس سان لاڳاپيل سائيٽوڪروم P450 جينز جي ٽرانسڪرپشن جنهن ۾ sodA (Fe/Mn سپر آڪسائيڊ ڊسموٽيس)، sodC (Cu/Zn سپر آڪسائيڊ ڊسموٽيس)، ۽ recA شامل آهن (سازيڪن ۽ ٻيا، 2019). نيپٿلين ۾ ڪلچر ڪيل سيوڊوموناس سيلز جي تقابلي مقداري پروٽومڪ تجزيي مان ظاهر ٿيو ته آڪسائيڊيوٽ اسٽريس ريسپانس سان لاڳاپيل مختلف پروٽينن جي اپ ريگيوليشن هڪ دٻاءُ کي منهن ڏيڻ واري حڪمت عملي آهي (هربسٽ ۽ ٻيا، 2013).
مائڪرو آرگنزمز کي هائيڊروفوبڪ ڪاربن ذريعن جي عمل هيٺ بايو سرفيڪٽنٽ پيدا ڪرڻ جي رپورٽ ڪئي وئي آهي. اهي سرفيڪٽنٽ ايمفيفيلڪ مٿاڇري تي فعال مرڪب آهن جيڪي تيل-پاڻي يا هوا-پاڻي جي انٽرفيس تي مجموعا ٺاهي سگهن ٿا. اهو سيوڊو-سولوبيلائيزيشن کي فروغ ڏئي ٿو ۽ خوشبودار هائيڊرو ڪاربن جي جذب کي آسان بڻائي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ موثر بايو ڊيگريڊيشن (رحمان ۽ ٻيا، 2002). انهن خاصيتن جي ڪري، بايو سرفيڪٽنٽ مختلف صنعتن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيا ويندا آهن. بيڪٽيريا ڪلچر ۾ ڪيميائي سرفيڪٽنٽ يا بايو سرفيڪٽنٽ جو اضافو هائيڊرو ڪاربن جي تباهي جي ڪارڪردگي ۽ شرح کي وڌائي سگھي ٿو. بايو سرفيڪٽنٽ ۾، پسوڊوموناس ايروگينوسا پاران پيدا ڪيل رمنوليپڊس جو وڏي پيماني تي مطالعو ۽ خاصيت ڪئي وئي آهي (هيساتسوڪا ۽ ٻيا، 1971؛ رحمان ۽ ٻيا، 2002). ان کان علاوه، ٻين قسمن جي بايو سرفيڪٽنٽس ۾ لپوپيپٽائڊس (سيوڊوموناس فلوروسينز مان ميوسين)، ايملسيفائر 378 (سيوڊوموناس فلوروسينز مان) (روزنبرگ ۽ رون، 1999)، روڊوڪوڪس (رامڊال، 1985) مان ٽريهلوز ڊِسڪريڊ لپڊس، بيسيلس (سرسواتي ۽ هالبرگ، 2002) مان لائيچينن، ۽ بيسيلس سبٽيليس (سيگمنڊ ۽ ويگنر، 1991) ۽ بيسيلس ايميلوليڪفيسينز (زي ۽ ٻيا، 2017) مان سرفيڪٽنٽ شامل آهن. اهي طاقتور سرفيڪٽنٽس مٿاڇري جي ٽينشن کي 72 ڊائن/سينٽي ميٽر کان 30 ڊائن/سينٽي ميٽر کان گهٽ ڪرڻ لاءِ ڏيکاريا ويا آهن، جيڪو بهتر هائيڊرو ڪاربن جذب جي اجازت ڏئي ٿو. اهو ٻڌايو ويو آهي ته سوڊوموناس، بيسيلس، روڊوڪوڪس، برڪ هولڊيريا ۽ ٻيا بيڪٽيريا جنسون نيپٿلين ۽ ميٿائلنيپٿلين ميڊيا ۾ پوکڻ تي مختلف رمونوليپڊ ۽ گلائڪوليپڊ تي ٻڌل بايو سرفيڪٽنٽ پيدا ڪري سگهن ٿيون (ڪانگا ۽ ٻيا، 1997؛ پنٽس ۽ ٻيا، 2005). سوڊوموناس مالٽوفيليا CSV89 نيپٿائل ايسڊ (فيل ۽ ٻيا، 1995) جهڙن خوشبودار مرکبات تي پوکڻ تي خارجي سيلولر بايو سرفيڪٽنٽ بايو سرفيڪٽنٽ بايو سر-Pm پيدا ڪري سگهي ٿو. بايو سر-Pm ٺهڻ جي حرڪيات ڏيکاري ٿي ته ان جي جوڙجڪ هڪ واڌ ۽ پي ايڇ تي منحصر عمل آهي. اهو معلوم ٿيو ته غير جانبدار پي ايڇ تي سيلز پاران پيدا ٿيندڙ بايو سر-Pm جي مقدار pH 8.5 کان وڌيڪ هئي. pH 8.5 تي پوکيل سيلز وڌيڪ هائيڊروفوبڪ هئا ۽ pH 7.0 تي پوکيل سيلز جي ڀيٽ ۾ خوشبودار ۽ الفيٽڪ مرکبات لاءِ وڌيڪ لاڳاپو رکندا هئا. روڊوڪوڪس ايس پي پي ۾. N6، ڪاربن کان نائٽروجن جو وڌيڪ تناسب (C:N) ۽ لوهه جي حد، سيلولر بايو سرفيڪٽنٽس جي پيداوار لاءِ بهترين حالتون آهن (Mutalik et al., 2008). اسٽرين ۽ خمير کي بهتر بڻائي بايو سرفيڪٽنٽس (سرفيڪٽن) جي بايو سنٿيسس کي بهتر بڻائڻ جي ڪوشش ڪئي وئي آهي. بهرحال، ڪلچر ميڊيم ۾ سرفيڪٽن جو ٽائيٽر گهٽ آهي (1.0 g/L)، جيڪو وڏي پيماني تي پيداوار لاءِ هڪ چئلينج پيدا ڪري ٿو (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019). تنهن ڪري، جينياتي انجنيئرنگ جا طريقا ان جي بايو سنٿيسس کي بهتر بڻائڻ لاءِ استعمال ڪيا ويا آهن. تنهن هوندي، ان جي انجنيئرنگ ۾ تبديلي مشڪل آهي ڇاڪاڻ ته اوپيرون جي وڏي سائيز (~25 kb) ۽ ڪورم سينسنگ سسٽم جي پيچيده بايو سنٿيسس ريگيوليشن (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019). بيسيلس بيڪٽيريا ۾ ڪيتريون ئي جينياتي انجنيئرنگ تبديليون ڪيون ويون آهن، جن جو مقصد بنيادي طور تي پروموٽر (srfA operon) کي تبديل ڪندي سرفيڪٽن جي پيداوار کي وڌائڻ، سرفيڪٽن ايڪسپورٽ پروٽين YerP ۽ ريگيوليٽري عنصرن ComX ۽ PhrC (Jiao et al.، 2017) کي اوور ايڪسپريس ڪرڻ آهي. بهرحال، انهن جينياتي انجنيئرنگ طريقن صرف هڪ يا ڪجهه جينياتي تبديليون حاصل ڪيون آهن ۽ اڃا تائين تجارتي پيداوار تائين نه پهتيون آهن. تنهن ڪري، علم تي ٻڌل اصلاح جي طريقن جو وڌيڪ مطالعو ضروري آهي.
PAH بايوڊيگريڊيشن جا اڀياس بنيادي طور تي معياري ليبارٽري حالتن هيٺ ڪيا ويندا آهن. جڏهن ته، آلوده هنڌن تي يا آلوده ماحول ۾، ڪيترائي ابيوٽڪ ۽ بايوٽڪ عنصر (درجه حرارت، پي ايڇ، آڪسيجن، غذائيت جي دستيابي، سبسٽريٽ جي بايو دستيابي، ٻيون زينوبائيوٽڪس، آخري پيداوار جي روڪٿام، وغيره) مائڪروجنزمن جي خراب ٿيندڙ صلاحيت کي تبديل ڪرڻ ۽ متاثر ڪرڻ لاءِ ڏيکاريا ويا آهن.
گرمي پد جو PAH جي بايوڊيگريڊيشن تي اهم اثر پوي ٿو. جيئن جيئن گرمي پد وڌندو آهي، تيئن تيئن حل ٿيل آڪسيجن جي ڪنسنٽريشن گهٽجي ويندي آهي، جيڪا ايروبڪ مائڪروجنزمن جي ميٽابولزم کي متاثر ڪندي آهي، ڇاڪاڻ ته انهن کي آڪسيجن جي ذيلي ذخيري مان هڪ جي طور تي ماليڪيولر آڪسيجن جي ضرورت هوندي آهي جيڪي هائيڊروڪسيليشن يا رنگ ڪليويج رد عمل ڪندا آهن. اهو اڪثر نوٽ ڪيو ويندو آهي ته بلند درجه حرارت والدين PAHs کي وڌيڪ زهريلي مرڪبن ۾ تبديل ڪري ٿو، ان ڪري بايوڊيگريڊيشن کي روڪي ٿو (مولر ۽ ٻيا، 1998).
اهو نوٽ ڪيو ويو آهي ته ڪيتريون ئي PAH آلوده سائيٽون انتهائي pH قدرون رکن ٿيون، جهڙوڪ تيزابي کان نيڪال جي آلوده سائيٽون (pH 1–4) ۽ قدرتي گئس/ڪوئلي جي گيسيفڪيشن سائيٽون جيڪي الڪلين ليچيٽ (pH 8–12) سان آلوده آهن. اهي حالتون بايوڊيگريڊيشن جي عمل کي سنجيده متاثر ڪري سگهن ٿيون. تنهن ڪري، بايو ريميڊيئيشن لاءِ مائڪروجنزم استعمال ڪرڻ کان اڳ، اهو سفارش ڪئي وئي آهي ته مناسب ڪيميڪل (معمولي کان تمام گهٽ آڪسائيڊيشن گهٽائڻ جي صلاحيت سان) جهڙوڪ امونيم سلفيٽ يا امونيم نائٽريٽ الڪلين مٽي لاءِ يا تيزابي سائيٽن لاءِ ڪلسيم ڪاربونيٽ يا ميگنيشيم ڪاربونيٽ سان ليمنگ (بولن ۽ ٻيا 1995؛ گپتا ۽ سار 2020) شامل ڪري pH کي ترتيب ڏيو.
متاثر ٿيل علائقي کي آڪسيجن جي فراهمي PAH بايوڊيگريڊيشن لاءِ شرح محدود ڪندڙ عنصر آهي. ماحول جي ريڊوڪس حالتن جي ڪري، ان سيٽو بايوڊيميڊيشن عملن کي عام طور تي ٻاهرين ذريعن (ٽِلنگ، ايئر اسپريجنگ، ۽ ڪيميائي اضافو) کان آڪسيجن جي تعارف جي ضرورت هوندي آهي (پارڊيڪ ۽ ٻيا، 1992). اوڊنڪرانز ۽ ٻيا (1996) اهو ظاهر ڪيو ته آلوده آبي ذخيري ۾ ميگنيشيم پيرو آڪسائيڊ (آڪسيجن ڇڏڻ وارو مرڪب) جو اضافو BTEX مرکبات کي مؤثر طريقي سان بايوڊيميڊ ڪري سگهي ٿو. هڪ ٻئي مطالعي ۾ آلوده آبي ذخيري ۾ فينول ۽ BTEX جي ان سيٽو ڊيگريڊيشن جي جاچ ڪئي وئي سوڊيم نائٽريٽ کي انجيڪٽ ڪندي ۽ مؤثر بايوڊيميڊيشن حاصل ڪرڻ لاءِ ڪڍڻ وارا کوهه ٺاهيندي (بيولي ۽ ويب، 2001).