Pseudomonas: Bioremediation e nucleazione del ghiaccio

La Bioremediation “biocorrezione” è il processo mediante il quale si eliminano i rifiuti tossici dall’ambiente. Molti microrganismi del suolo, fra cui i ceppi del genere Pseudomonas hanno la capacità di degradare i composti xenobiotici . Più di 100 prodotti tossici vengono degradati (detossificati) da questo genere.

Nome del plasmidio                 Composto(i) degradato(i)                                        Dimensione

SAL                                                  Salicilato                                                                            60 kb

SAL                                                  Salicilato                                                                            72 kb

SAL                                                  Salicilato                                                                            83 kb

TOL                                                  Xilene e Toluene                                                             113 kb

pJP1                                                  2,4-D                                                                                 87 kb

pJP2                                                 2,4-D                                                                                  54kb

pJP3                                                 2,4-D                                                                                  78 kb

CAN                                                  Canfora                                                                              225 kb

XYL                                                   Xilene                                                                               15 kb

pAC31                                               3,5 -Diclorobenzoato                                                      108 kb

pAC25                                               3-Clorobenzoato                                                             102 kb

pWWO                                              Xilene e Toluene                                                             176 kb

NAH                                                   Naftalene                                                                          69 kb

XYL-K                                                Xilene e Toluene                                                             135 kb

La biodegradazione di xenobiotici richiede da parte del batterio una serie di più enzimi. I geni codificanti tali percorsi biodegradativi sono localizzati sia su plasmidi che sul cromosoma. I ceppi di Pseudomonas spp. trasformano i composti aromatici non alogenati o in catecolo o in acido protocatechico. Grazie agli stessi enzimi che degradano composti non alogenati, Pseudomonas spp. riesce a trasformare i composti aromatici alogenati (anello benzoico legato o a Fluoro, Cloro, Bromo, Iodio) in catecolo o in acido protocatechico. La dealogenazione avviene tramite una biossigenasi che sostituisce l’alogeno con un ossidrile. Da notare, che i ceppi di Pseudomonas putida sono in grado di degradare il 4-etilbenzoato a 4 -etilcatecolo, ma non vanno oltre, portando all’accumulo nel mezzo di 4-etilcatecolo. Questa sostanza blocca la sua degradazione inattivando uno degli enzimi chiave del percorso degradativo: la catecolo -2,3 biossigenasi (xylE); e quando è presente nel mezzo solo il 4-etilbenzoato, non avviene la trascrizione dell’operone da parte del promotore Pm.

Nucleazione del ghiaccio in Pseudomonas syringae
Pseudomonas syringae danneggia le foglie sintetizzando “proteine di nucleazione del ghiaccio”e produce a basse temperature le esoproteine “ ice nucleation protein”. Queste proteine fungono da siti di formazione dei cristalli di ghiaccio, i quali possono perforare le cellule vegetali, danneggiando la pianta. I batteri ne traggono vantaggio, colonizzando le cellule vegetali lisate. Su colture molto sensibili ai danni da freddo (es. fragola) sono stati speimentati ceppi di Pseudomonas syringae “ice minus”, cioè mutati del gene ice N.

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