DSpace at VNU: Bước đầu nghiên cứu tinh sạch enzym dehalogenase từ chủng vi sinh vật phân lập tại Việt Nam

Bước đầu nghiên cứu tinh sạch enzym
dehalogenase từ chủng vi sinh vật phân lập tại
Việt Nam
Nguyễn Đàm Lý
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm; Mã số 60 42 01 14
Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Quang Huy
Năm bảo vệ: 2014

Keywords. Sinh học; Sinh học thực nghiệm; Enzym; Vi sinh vật; enzym dehalogenase.

Content
MỞ ĐẦU
Nhóm hợp chất halogen là nhóm hợp chất được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành
công nghiệp, nông nghiệp, y học… Bên cạnh những lợi ích to lớn thì việc sử dụng một cách
tràn lan và không có biện pháp xử lý triệt để đã và đang gây ra những hậu quả nghiêm trọng
đến môi trường, hệ sinh thái và sức khỏe con người. Việc sử dụng các phương pháp vật lý,
hóa học để giải quyết tình trạng ô nhiễm gây ra bởi các hợp chất halogen cho hiệu quả cao tuy
nhiên đòi hỏi công nghệ hiện đại, chi phí cao và vấn đề hậu xử lý các sản phẩm tạo thành.
Phương pháp sinh học sử dụng các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất
halogen được đánh giá là hướng nghiên cứu mới có tiềm năng cao không chỉ cho hiệu quả cao
mà còn thân thiện với môi trường, ít tốn kém và mang tính bền vững. Trong tự nhiên tồn tại
một số nhóm vi sinh vật có khả năng sử dụng các hợp chất halogen làm nguồn cung cấp
cacbon duy trì hoạt động sống, chúng chuyên hóa các hợp chất halogen từ dạng độc hại trở
thành dạng ít hoặc không độc với môi trường sinh thái và con người.
Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp, cùng với điều kiện khí hậu phù hợp cho sự
phát triển của cây trồng nhưng cũng là cơ hội cho sự lây lan của nhiều loại sâu bệnh, cỏ dại.
Để hạn chế sự phát triển lây lan của sâu bệnh, cỏ dại hàng năm chúng ta sử dụng một lượng
lớn thuốc bảo vệ thực vật trong đó có nhóm các hợp chất halogen. Việc sử dụng hợp chất này
nhưng lại không có biện pháp kiểm soát đã gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng, ảnh hưởng đến sinh thái môi trường và sức khỏe con người. Ở Việt Nam hiện chưa có

nhiều nghiên cứu cơ bản về việc ứng dụng vi sinh vật có khả năng phân giải hợp chất halogen


để giải quyết ô nhiễm môi trường, việc ứng dụng vi sinh vật trong tự nhiên để giải quyết ô
nhiễm môi truờng còn mới mẻ, tiềm năng của phương pháp sinh học còn nhiều đồng thời để
tiếp tục phát triển các đề tài đã được thực hiện trước đó chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề
tài:
“BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU TINH SẠCH ENZYM DEHALOGENASE TỪ
CHỦNG VI SINH VẬT PHÂN LẬP TẠI VIỆT NAM” với mục tiêu phân lập các vi sinh
vật có hoạt tính phân giải hợp chất clo trên cơ sở các chủng tuyển chọn được bước đầu nghiên
cứu tinh sạch enzym có khả năng phân hủy hợp chất có chứa clo tại Việt Nam.

Reference
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
1.

Đào Hùng Cường, Nguyễn Minh Thiên, Nguyễn Trần Nguyên (2008), ―Nghiên cứu xác
định một số hợp chất clo trong nước mặt, trong đất thuộc địa bàn thành phố Đà Nẵng‖,
Tạp chị Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 6(29), tr. 57-58. A9

2.

Kiều Hữu Ảnh (2006), Giáo trình vi sinh vật học phần 1, Nxb Đại học Quốc gia Hà
Nội, tr. 81-82. (36)

3.

Lê Bảo Hưng (2012), ―Nghiên cứu điều kiện phân tích các hợp chất hữu cơ clo PCB
trong mẫu môi trường bằng phương pháp GC-MS‖, Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. 39

4.

Ngô Thị Kim Toán (2012), Nghiên cứu phân lập tuyển chọn các chủng vi sinh vật ứng
dụng xử lý nước thải giàu nitơ, photpho, luận văn thạc sỹ sinh học thực nghiệm, Đại học
Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 46-47. (56)

5.

Nguyễn Bá Hữu, Đàm Thúy Hằng, Nghiêm Ngọc Minh, Đặng Thị Cẩm Hà (2007),
―Xác định cấu trúc tập đoàn vi khuẩn khử loại clo Dehalococcoides trong mẫu bùn hồ
khu vực nhiễm chất diệt cỏ/dioxin tại sân bay Đà Nẵng bằng kỹ thuật PCR-DGGE‖,
Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 16, tr. 41-45.

6.

Nguyễn Thị Kim Cúc; Phạm Việt Cường; Nguyễn Thị Tuyết Mai (2000), ―Một số tính
chất của vi khuẩn phân huỷ methyl parathion phân lập từ các mẫu đất tại Hà Nội‖, Hội
nghị sinh học quốc gia: Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong sinh học, Hà Nội, 29-34

7.

Nguyễn Tuấn Khanh (2010), Đánh giá ảnh hưởng của sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật
đến sức khỏe người chuyên canh chè tại Thái Nguyên và hiệu quả của các biện pháp
can thiệp, luận án tiến sỹ Y học, trường Đại học Thái Nguyên. (G)

8.

Phan Tuấn Nghĩa (2012), Giáo trình hóa sinh học thực nghiệm, Nxb Giáo Dục Việt

Nam. Tr 38-40 (40)


9.

Trần Thị Vân Thi (2007), ―Đánh giá sự tồn dư và tích lũy của các hợp chất ô nhiễm
chứa clo khó phân hủy tại các vùng cửa sông và đầm phá Thừa Thiên Huế, miền Trung
Việt Nam‖, Báo cáo Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu Á, ĐHQGHN. A8

10.

Trần Thúy Hằng (2011), Phân lập, nghiên cứu đặc điểm sinh học của một số chủng vi
sinh vật có khả năng tạo màng sinh vật (biofilm) ở Việ tNam, luận văn thạc sĩ khoa học,
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. (55)

11.

Hà Minh Trung (2000), Nghiên cứu ảnh hưởng của hoá chất độc hại dùng trong nông
nghiệp tới sức khoẻ con người, các biện pháp khắc phục, Viện Bảo Vệ Thực Vật, 1-3.
Tiếng Anh

12.

(1987),

―Dalapon health advisory office of drinking water‖, U.S. Environmental

protection agency, 1-12.
13.

(2008), ―Pesticides‖, Children's Health and the Environment.

14.

Bergmann JG. , John S (1957), ―Determination of trace amounts of chlorine in
naphtha‖, Analytical Chemistry, 29 (2), pp 241–243.

15.

Dwivedi AH and Pande UC (2011), ―Photochemical degradation of halogenated
compounds:

A review‖, Scientific reviewsand Chemical Communications: 2(1), 41-

65.
16.

Eleanor KM, Berry AN and Skinner AJ (1978), ―Degradation of the selective herbicide
2,2-Dichloropropionate

(Dalapon)

by

a

soil

bacterium‖,

JournalofGeneralMicrobiology110, 39-45.
17.

Fahrul ZH and Ronald C (2012), ―Degradation of millimolar concentration of the
herbicide dalapon (2,2-Dichloropropionic acid) by rhizobium sp isolated from soil‖,
Biotechnol & Biotechnol, 26(4), pp. 3106-3107.

18.

Fetzner S and Ligens F, 1994.―Bacterial dehalogenases: Biochemistry, genetics, and
biotechnological application‖,Microbiol.Rev 58 (4):641-685

19.

Gordon WG (1994), "Natural Organohalogens—Many More Than You Think!" Journal
of Chemical Education 71(11): 907–911.

20.

Greaves MP, Davies HA, Marsh JA, Wingfield GI (1981), ―Effects of pesticides on soil
microflora using dalapon as an example‖. Arch Environ Contam Toxicol, 10(4):437-49.

21.

Hamid. A, Hamdan S, Ariffin SHS, and Huyop F (2010), ―Molecular prediction of
dehalogenase

producing

microorganism

using

16S

DNA

analysis

of

2,2-

dichloropropionate degrading bacterium isolated from volcanic soil‖, Journal of
Biological Sciences, Vol. 10, pp. 190-199.
22.

Hardman DJ and JH Slater (1981), ―Dehalogenases in soil bacteria‖, J. Gen. Microbiol.,
pp. 117-128


23.

Hareland WA, Crawford RL, Chapman, PJ and Dagley S (1975). ―Metabolic function
and

properties

of

a

4-hydroxyphenyl

acetic

acid

1-hydroxylase

from

Pseudomonasacidovorans‖. JournalofBacteriology121, 272-285.
24.

Hirsch P, Alexander M (1960), ―Microbial decomposition of halogenated propionic and
acetic acids‖, Can J Microbial, 6, pp. 241-249.

25.

Iwaji I, Satori U, Takejiro O (1952), ―New colorimetric determination of chloride using
mercuric thiocyanate and ferric ion‖, Bulletin of The Chemical Society of Japan, 25(3):
pp. 226-226.

26.

Janssen DB, Dinkla IJ, Poelarends GJ, and Terpstra P (2005), ―Bacterial degradation of
xenobiotic compounds: evolution and distribution of novel enzyme activities‖, Environ.
Microbiol. 7:1868–1882.

27.

Jensen HL, Gemmell CG (1964). ―Some studies on trichloroacetate-decomposing soil
bacteria‖. ArchivfürMikrobiologie, 48:386-392.

28.

Jing NH, Sulaiman FH, Wahab RA, Pakingking JR & Huyop F (2008). ―Purification
and properties of a non-stereospecific dehalogenase enzyme E (DehE) from
Methylobacterium sp. HJ1‖. African Journal of Microbiology Research, 2(7), 187-191.

29.

John H. Montgomery(1997), Agrochemicals Desk Reference, 2nd , CRC Press, USA,
pp: 126.

30.

Kimura M. (1980), ―A simple method for estimating evolutionary rate of base
substitutions through comparative studies of nucleotide sequences‖, J Mol Evol 16: 111120

31.

Magee LA and Colmer AR (1959), ―Decomposition of 2,2-dichloropropionic acid by
soil bacteria‖. CanadianJournalofMicrobiology, 5, pp. 255-260.

32.

Marzorati M, Balloi A, Ferra F, Corallo L, Carpani G, Lieven W, Verstraete W
Daffonchio D ( 2010), ―Bacterial diversity and reductive dehalogenase redundancy in a

1,2 dichloroethane degrading bacterial consortium enriched from a contaminated
aquifer‖, Microbial Cell Factories 9:12.

33.

McKernan
WT, Ashley

LT, Ruder
DL, Butler

AM, Petersen
MA

(2008),

MR, Hein

MJ, Forrester

―Biological

exposure

CL, Sanderson
assessment

to

tetrachloroethylene for workers in the dry cleaning industry‖, Environmental Health,

pp. 1186-1476.
34.

Mesri S, Wahab RA, Huyop F (2009) ― Degradation of 3-Chloropropionic Acid (3CP)
by Pseudomonas sp. B6P Isolated from a Rice Paddy Field‖,Ann.Microb, 59(3): 447451.


35.

Mona KM, Parisa KM(2013 ), ―Review of Isolation of Potential Dehalogenase Marine
Bacteria that can Degrade 2,2 -chloropropionate (2,2-DCP)‖, Journal of Academic and
Applied Studies, Vol. 3(11), pp. 45-64

36.

Motosugi K, Esaki N,

Soda K (1982) ―Purification and properties of 2haloacid

dehalogenase from P. Putida‖,Agric. Biol. Chem, 46:837 – 838.
37.

Mowafy AM, Kurihara T, Kurata A, Uemura T, Esaki N. (2010), ―2-haloacrulate
Hydratase, a new class of flavoenzyme that catalyzes the addition of water to the
substrate for dehalogenation‖,Appl. Environ. Microbiol, 76(18), pp. 6032-6037.

38.

Niki Gupta (2009), Chlorine in Medicine, India.

39.

Parin DS, Shailesh RD (2012), ―Enzymatic degradation of textile dye Reactive Orange
13 by newly isolated bacterial strain Alcaligenes faecalis PMS-1‖, International
Biodeterioration & Biodegradation vol 69, 41-50.

40.

Poland A, Greenlee WF, Kende AS. (1979), ―Studies on the mechanism of action of the
chlorinated dibenzo-p-dioxins and related compounds‖, Ann N Y Acad Sci., 31, pp. 214–
230.

41.

Roslan DD, Gicana RG, Lamis RJ, Rolando VP, and Huyop F (2011), ―Isolation of
bacteria from volcanic area gunung Sibayak and molecular analysis of 2,2Dichloropropionic acid degrading bacteria using 16S rDNA‖, Empowering Science,
Technology and Innovation TowardsaBetter Tomorrow, pp. 740-749.

42.

Saitou N. & Nei M. (1987), The neighbor-joining method: a new method for
reconstructing phylogenetic trees, Mol Biol Evol 4: 406-425

43.

Sakiyama Y, Nguyen, KNT, Nguyen MG, Miyadoh S, Duong VH & Ando

K.

(2009), ―Kineosporiababensis sp.

in

nov.,

isolated

from

plant

litter

Vietnam‖, Int J Syst Evol Microbiol 59, 550-554
44.

Schwarze R, Brokamp A, Schmidt FRJ (1997), ―Isolation and characterization of
dehalogenases

from

2,2-Dichloropropionate

degrading

soil

bacteria‖,

Currentmicrobiology 34, 103-109.

45.

Stringfellow JM, Cairns SS, Cooper RA (1997), ―Haloalkanoate dehalogenase I1
(DehE) of a Rhizobium sp. Molecular analysis of the gene and formation of carbon
monoxide from trihaloacetate by the enzyme‖, Eur. J. Biochem, (250), 789-793.

46.

Thompson JD, Gibson TJ, Plewniak F, Jeanmougin F & Higgins DG (1997), The
CLUSTAL_X windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment
aided by quality analysis tool, Nucleic Acids Res 25: 4876-4882.

47.

Vinyl Environmental Council (2007), PVC Leads Climate Change Mitigation and Risk
Reduction for Sustainable Development, Japan.


48.

Wen YW and Fahrul H (2012), ―Molecular identification and characterization of
Dalapon-2,2-dichloropropionate (2,2-DCP) degrading bacteria from a rubber estate
agricultural area‖, AfricanJournalofMicrobiologyResearch 6(7), 1520-1526.

49.

Widehem P, Aït-Aïssa S, Tixier C, Sancelme M, Veschambre H, Truffaut N. (2002),
―Isolation, characterization and diuron transformation capacities of a bacterial strain
Arthrobacter sp. N2‖, Chemosphere, 46(4):527-34.

50.

Wong WY and Huyop F (2011). “Characterization of a Labrys sp. strain Wy1 able to
utilize 2,2-dichloropropionate (2,2-DCP) as sole source of carbon‖, African Journal of
Microbiology Research5, pp. 3282-3288.

51.

Yadav JS and Reddy CA (1993), ―Mineralization of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid
(2,4-D)

and

mixtures

of

2,4-D

and

2,4,5-trichlorophenoxyacetic

acid

by

Phanerochaetechrysosporium”, Applied and Environmental Microbiology, 59: 29042908.
Website
52.

/>
53.

/>
54.

/>
55.

/>
56.

/>
57.

/>
58.

/>
59.

/>
60.

/>
61.

/>
62.

/>
63. />aining_version_W.01.pdf
64. http//suckhoedoisong.vn/2010060404122443p0c14/thuoc-bao-ve-thuc-vat-dang-hoa-chatloi-it-hai-nhieu.htm