Biodegradation of Mixture of Benzoate and m-Toluate with Pseudomonas sp.

Pseudomonas sp. 의한 Benzoate와 m-Toluate 혼합물의 생분해

Biodegradation of benzoate and m-toluate was investigated using a Pseudomonas sp. isolated in a continuous culture for 45 days with a step-wise increase of the subsrates. The optimum mixture ratio of benzoate and m-toluate was 75% and 25%, respectively. During 45-day culture, removal of benzoate and m-toluate, which was replaced 2,000 ppm on the 30th day were 94% and 79%, respectively, when COD removal rate was 80%. The enzymatic activity of catechol 1,2-dioxygenase increased and that of catechol 2,3-dioxygenase decreased as the concentration of m-toluate was increased. These results suggested that m-toluate induced enzyme activity for degradation of benzoate. The shape of isolated strain in the continuous culture was investigated with SEM and the results showed that the cell shape was more damage according to the higher concentration of aromatic hydrocarbons. Therefore, we suggested that the tolerance against aromatic hydrocarbons was related to not only enzymatic activity but also characteristic of cell membrane or cell wall.

방향족 화합물의 기본을 이루고 있는 benzoate와 m-toluate 혼합물 분해를 위한 45일간의 배양 결과 benzoate와 m-toluate 최적 기질 혼합비는 benzoate(75%): m-toluate(25%)일 때 가장 높은 균 생장율과 COD 제거율을 나타내었다. 또한 45일간의 배양 중 혼합기질의 농도가 2,000ppm으로 교체된 30일째의 benzoate와 m-toluate의 기질 분해율은 각각 94%와 79%였고 이때의 COD 제거율은 약 80%였다. 한편 효소 활성측정 결과 초기에 거의 검출되지 않았던 catechol 1,2-dioxygenase의 활성이 검출되어 m-toluate에 의해 본 균주의 효소 대사계가 유도 되었음을 알 수 있었다. 또한 배양 중 기질 농도에 대한 본 균주의 형태변화를 전자현미경으로 관찰한 결과, 기질의 농도가 높을수록 균 형태가 변화된 것으로 볼 때 일정 농도 이상의 방향족 화합물에 대한 내성은 대사에 관련된 효소 활성에 기인할 뿐만 아니라 아니라 세포벽 또는 세포막의 특성에 기인할 수도 있는 것으로 추측된다.