Τα βακτήρια του γένους Rhodococcus και συγκεκριμένα το στέλεχος Rhodococcus qingshengii IGTS8, έχουν αναδειχθεί ως πολλά υποσχόμενα βακτήρια για την βιολογική αποθείωση του πετρελαίου και κυρίως για την αποθείωση του διβενζοθειοφαινίου. Καθώς οι παγκόσμιοι κανονισμοί για τις εκπομπές θείου γίνονται ολοένα και πιο αυστηροί, η ανάγκη για χαμηλότερη περιεκτικότητα θείου στο πετρέλαιο και ως εκ τούτου η ανάγκη να κλιμακωθούν οι διαδικασίες βιοαποθείωσης, καθίσταται επιτακτική. Ανάμεσα στην πληθώρα μεθόδων αποθείωσης, η πιο υποσχόμενη είναι η βιολογική αποθείωση μέσω του μονοπατιού 4S. Το συγκεκριμένο μονοπάτι επιτρέπει την αφαίρεση του θείου από τον ανθρακικό σκελετό του διβενζοθειοφαινίου διατηρώντας παράλληλα τη θερμιδική αξία του καυσίμου και κωδικοποιείται από το πλασμιδιακό οπερόνιο dszABC στο στέλεχος R. qingshengii IGTS8. Τα ένζυμα του μονοπατιού 4S καταλύουν τη μετατροπή του διβενζοθειοφαινίου (DBT) σε 2-υδρόξυ-διφαινύλιο (2-HBP). Η αποτελεσματικότητα της διεργασίας μπορεί να παρεμποδιστεί από διάφορους παράγοντες, με τα αμινοξέα που περιέχουν θείο, όπως η μεθειονίνη και η κυστεΐνη, αλλά και τα θειικά άλατα να συγκαταλέγονται ανάμεσα στους πιο κοινούς αναστολείς. Η υπέρβαση των μηχανισμών αναστολής του οπερονίου dszABC είναι απαραίτητη για τη μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της βιολογικής αποθείωσης. Στόχος της συγκεκριμένης μελέτης είναι η διερεύνηση της επίδρασης διαφορετικών συνδυασμών πηγής άνθρακα και πηγής θείου, χρησιμοποιώντας ως θρεπτικό υπόστρωμα το Medium C, ένα βελτιστοποιημένο θρεπτικό υπόστρωμα που αποκαταστέλλει τη δράση των θειικών αλάτων. Επιπρόσθετα στη συγκεκριμένη μελέτη συμπεριλαμβάνεται μια πρωτεωμική ανάλυση, η οποία παρέχει εκτενέστερες πληροφορίες για τα ρυθμιστικά δίκτυα που διέπουν την έκφραση των αποθειωτικών γονιδίων dszABC. Συμπερασματικά, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο διαφορετικές πηγές άνθρακα και θείου επηρεάζουν τη διαδικασία αποθείωσης in vivo, μαζί με μια συγκριτική πρωτεωμική ανάλυση, είναι στοιχεία κρίσιμα για τη βελτιστοποίηση της βιολογικής αποθείωσης, το οποίο εν συνεχεία, μπορεί να συμβάλει στο σχεδιασμό καινοτόμων στρατηγικών για μεγαλύτερη απόδοση της διεργασίας, στοχεύοντας στην ανάπτυξη πιο βιώσιμων ενεργειακών λύσεων.
(EL)
Bacteria belonging to the genus Rhodococcus, in particular Rhodococcus qingshengii IGTS8, have emerged as promising candidates for the desulfurization of crude oil, and especially for dibenzothiophene (DBT) desulfurization. As global regulations on sulfur emissions become more stringent, the need for lower sulfur content in petroleum and thus the need to scale up biodesulfurization processes, becomes crucial. Among the various methods for sulfur removal from petroleum, the 4S metabolic pathway stands out as the most promising. This pathway allows for sulfur removal while maintaining the caloric value of the fuel and is encoded in by the dszABC plasmid-borne operon in Rhodococcus strain IGTS8. The 4S enzymes catalyze the conversion of DBT to 2-hydroxybiphenyl (2-HBP), however, the efficiency of the pathway can be inhibited by various factors, with sulfur-containing amino acids such as cysteine and methionine, as well as sulfates, being among the most common repressors. Overcoming these repression mechanisms is essential to maximize the efficiency of the biodesulfurization process. In this study, we aim to explore the effects of different combinations of carbon and sulfur sources, using Medium C, an optimized culture medium that alleviates the repressive effect of sulfate. Furthermore, this study includes a comparative proteomic analysis aimed at providing deeper insights into the regulatory circuits governing the expression of the dszABC biodesulfurization genes. In conclusion, understanding how different carbon and sulfur sources affect the desulfurization process in vivo, along with a comparative proteomic analysis, represents a critical step towards the development of an optimized biodesulfurization process. This, in turn, can contribute to the design of novel strategies for greater biocatalyst efficiency and process up-scalability, with the goal of cleaner and more sustainable energy solutions.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
