Informe final Integrades





Els compostos aromàtics són abundants en la natura, on desenvolupen una gran varietat de funcions. Presenten una gran diversitat estructural i són produïts o transformats per la majoria d¡organismes, sent els microorganismes els que més els utilitzen com a substrat per al creixement. (1)
La biodegradació d’aquests compostos aromàtics com el fenol és el procés pel qual els microorganismestenen la capacitat d’utilitzar parcial o completament aquests compostos com a font de carboni o d’energia, degradant-los fins a diòxid de carboni i aigua.
Aquest procés es realitza mitjançant enzims i mecanismes a nivell de membrana que permeten l’entrada de nutrients i depenen de diferents factors com la concentració de microorganisme, de les condicions geoquímiques i ambientals, etc. (2)
S’hacomprovat que la degradació de fenol com a font de carboni i energia la duen a terme especialment microorganismes gram negatius, sobretot Pseudomonas sp. Altres espècies són Acinetobacter, Burkholderia, Klebsiella, etc. Tot i això, també hi ha microorganismes gram positiu capaços de degradar aquest compost, com per exemple Rhodococcus.
Es coneix que la degradació del fenol pot ser realitzada tant encondicions aeròbies com en condicions anaeròbies, utilitzant diferents mecanismes però realitzant igualment la seva degradació.

La degradació aeròbica, és a dir, en presència d’oxigen, pot dur-se a terme mitjançant diferents mecanismes com el transport del fenol a la membrana citoplasmàtica, la hidroxilació del compost o el trencament de l’anell.
El principal problema de la degradació aeròbica éstrencar l’anell. El que fan aquests microorganismes és, en lloc d’utilitzar un enzim monooxigenasa específica per cada molècula diferent, utilitzen unes vies bioquímiques anomenades vies altes o perifèriques que consisteixen en modificar els diferents anells aromàtics com el fenol en catecol. És a dir, els compostos aromàtics son transformats a catecol.
A partir d’aquest punt sí que es farà eltall específic. (3)
Existeixen dos mecanismes diferents depenent de la posició dels grups fenil per fer-ho: es pot fer el tall en la posició orto, on es produiran com a productes el Acetil-CoA i el succinat, o en meta on es produirà acetaldehid i piruvat. En la Imatge 1 es pot observar la via de degradació del fenol.



Pel que fa a la degradació anaeròbia, es tracta d’un procés més lent i menysfreqüent, on els compostos fenòlics actuen com a donadors d’electrons en diferents mecanismes: hidroxilació, carboxilació i condensació. Els microorganismes capaços de catalitzar aquestes reaccions requereixen acceptors d’electrons diferents al oxigen, com el nitrat, el sulfat, el ió fèrric i el diòxid de carboni. (2)
La degradació anaeròbica es duu a terme en tres etapes: en la primera etapa elsubstrat ha de ser activat per reaccions de carboxilació, hidroxilacions anaeròbies o formació de tioésters del corresponent àcid aromàtic; en la segona etapa actuen les reductases d’aquests intermediaris activats per tal que, en la última etapa, els compostos siguin hidrolitzats. La reacció general del procés és:
Fenol + NO3-  Biomassa + CO2 + N2
Com ja s’ha dit, els donadors d’electrons tambépodrien ser SO42- donant S0, Fe3+ produint Fe2+, Mn4+ produint Mn2+ o CO a CH4.
Com s’ha dit, la biodegradació de compostos aromàtics en condicions anaeròbies és molt més lenta que en presència d’oxigen, però les tasses de biodegradació anaeròbia són suficientment elevades per utilitzar-les.

Per comprovar que realment s’obtenen microorganismes degradadors de fenol tant en condicions anaeròbies comaeròbies, s’han realitzat uns estudis amb rèpliques per a cada tractament. Els resultats d’aquests es mostren en l’apartat d’annexes en format de gràfic. Primerament es mostren els tres gràfics corresponents al tractament anaeròbic: Gràfic 1 o ANA 1, Gràfic 2 o ANA2 i Gràfic 3 o ANA 3.
A continuació hi ha els tres gràfics corresponents als tractaments aeròbics: Gràfic 4 o AER 1, Gràfic 5 o AER 2...