Study of the impact of incorporation of persistent organic pollutants into model fungal membranes on their interaction with phospholipases

W badaniach referowanych w niniejszej pracy magisterskiej zastosowano lipidowe monowarstwy Langmuira jako modele błon grzybiczych i przebadano wpływ inkorporacji trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO) do takich membran na aktywność fosfolipaz. Badania dotyczyły lepszego zrozumienia zjawisk zachodzących w procesie bioaugmentacji polegającym na wprowadzeniu do skażonych gleb wybranych mikroorganizmów degradujących TZO. W części literaturowej omówiono: skażenie gleb TZO, międzynarodowe prawodawstwo ich dotyczące, degradację TZO prowadzoną przez grzyby nieligninolityczne oraz problemy związane z gromadzeniem się TZO w błonach. Zastosowano dwa wieloskładnikowe układy modelowe i wbudowywano do nich wybrane TZO: bezno[a]piren, endosulfan oraz dwa polichlorowane bifenyle. Po scharakteryzowaniu wpływu inkorporacji badanych TZO na właściwości fizyczne badanych membran przebadano ich podatność na działanie fosfolipaz C i A1. Badania dowiodły, że zastosowane polichlorowane TZO w niewielkim stopniu wpływają na aktywność fosfolipaz. Z punktu widzenia bioaugmentacj jest to korzystne, gdyż umożliwia szybkie remodelowanie składu fosfolipidowego membrany w odpowiedzi na inkorporację TZO. Jednakże benzo[a]piren znacznie zwiększał kondensację modelowych membran oraz ich oporność na działanie fosfolipaz, co pokazuje, że niektóre TZO mogą być szczególnym wyzwaniem podczas bioaugmentacji.

Lipid Langmuir monolayers were applied as models of fungal plasma membranes in the studies of the effects of the incorporation of selected persistent organic pollutants (POP) to such membranes on the activity of phospholipases. The studies were aimed at the better understanding of bioaugmentation, that is the inoculation to the polluted soils selected POP-degrading microorganisms.In the introductory part the following issues were covered: POP-contamination of soils, POP-concerning international legislation, POP fungal degradation and POP accumulation in fungal membranes. Two multicomponent models were applied and the selected POPs: benzo[a]pyrene, endosulfan and two polychlorinated biphenyls were incorporated therein. The effects of POP incorporation on physical properties of the model membranes were characterized, then the studies of the susceptibility of these membranes to the action of phospholipases C and A1 were performed. It was proved that polychlorinated POPs slightly affect the activity of the phospholipases. It is beneficial from the bioaugmentation viewpoint, as it facilitates fast remodeling of the membrane phospholipid content after POP incorporation. However, benzo[a]pyrene significantly condensed the membranes and improved their resistance to the action of phospholipases. Thus, it can be inferred that selected POPs can be a special challenge for bioaugmentation.