Kinetic Study of Peroxidase-Catalyzed Oxidation of 2-Hydroxyanthracene and 9-Phenanthrol in Presence of Biosurfactant Escin

The kinetics of fungal peroxidase-catalyzed 2-hydroxyanthracene and 9-phenanthrol oxidation was investigated in presence of biosurfactant escin at pH 5.5 and 25 °C. The kinetic measurements were performed using the fluorimetric method and the critical micelle concentration (CMC) of escin was determined using the dynamic light scattering technique. Inactivation of peroxidase was observed in absence of biosurfactant escin. It was shown that escin, used in concentrations lower than CMC, decreases or completely stops the peroxidase inactivation and increases the conversion of 2-hydroxyanthracene as well as of 9-phenanthrol. The environmentally friendly method of peroxidase-catalyzed 2-hydroxyanthracene and 9-phenanthrol oxidation in presence of biosurfactant Escin has an advantage over traditional decontamination methods due to their less environmental impact.This article belongs to the Section Biocatalysi

Assessment of Air Pollution with Polychlorinated Dibenzodioxins (PCDDs) and Polychlorinated Dibenzofuranes (PCDFs) in Lithuania

Polychlorinated dibenzodioxins and polychlorinated dibenzofurans (PCDD/F) are highly bioavailable in humans, either through direct inhalation or indirectly by trophic transfer from contaminated food or water. The main sources of pollution with PCDD/F include industrial and non-industrial combustion sources, like domestic contaminated wood burning, house fires, burning of leaves from trees, etc. When looking for alternative energy sources and reduced energy costs, solid waste incineration plants are intended to be built in the vicinity of urbanized areas, and thus, the need emerges for examination and prediction of to what extent the solid waste incineration plants might affect the surrounding ecosystem, air pollution, and human health. Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) (or simply PCDD/F congeners) belong to the group of semi-volatile organic compounds with environmental stability and long-range transfer in the ambient air. Dioxin isomers are highly toxic and may have carcinogenic and mutagenic effects in humans. PCDD/F is detected in air, water, sediment, plants and animals. PCDD/F is generally distributed in the particulate phase in ambient air. For solid waste incineration plant emissions, the distribution of PCDD/F particles into particles with a diameter of <10 μm is more than 81% of the total particulate matter, and more than 54% of the PCDD/F is distributed into particles with a diameter of <2.5 μm. The aim of this study is to investigate the sources of PCDD/F, emissions and potential hazards, i.e., a toxic equivalent in Lithuania. The measurements were performed in two largest cities of Lithuania Vilnius and Kaunas, where the level of PCDD/F discovered was from 0.015 to 0.52 pg/m3 and from 0.02 to 0.05 pg/m3, respectively. The sites for the monitoring were selected based on their proximity to the locations of the planned cogeneration power plants in these cities.This article belongs to the Section Air Quality and Human Healt

Biocatalytic Oxidation of Aromatic Hydroxy Derivatives

Disertacijoje aprašoma fermentais katalizuojama aromatinių hidroksi darinių (AHD), dar vadinamų fenolio darinių (FD) oksidacija. Parinkus keletą FD atstovų, buvo sukurta modelinė sistema, identifikuojanti biokatalizinės FD oksidacijos procesus. Norint išvengti biokatalizinės FD oksidacijos metu vykstančios fermento inaktyvacijos, buvo naudojamos paviršinio aktyvumo medžiagos (PAM). Nustatyta, kad sintetinės ir biologinės kilmės PAM, naudojant iki kritinių micelių koncentracijų (CMC), sumažina ar visiškai stabdo fermento inaktyvaciją bei didina FD konversiją. Naudojant didesnes nei CMC PAM koncentracijas, FD peroksidazinės oksidacijos metu vėl vyksta fermento inaktyvacija. Taip pat nustatyta, kad sunkiai degraduojamo junginio bisfenolio A oksidacija, naudojant neseniai atrastą Coriolopsis byrsina lakazę ir mediatorių PPSA, greitėja. Disertaciniame darbe gauti duomenys svarbūs peroksidazės ir lakazės kata-lizuojamų biotechnologinių procesų intensyvinime. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, naudotos literatūros sąrašas ir autorės publikacijų sąrašas. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, darbo mokslinis naujumas ir praktinė reikšmė, pristatomos paskelbtos mokslinės publikacijos ir pranešimai konferencijose. Pirmasis disertacijos skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame aprašomi FD, jų poveikis aplinkai. Smulkiau aprašomi fermentai, oksiduojantys FD – tai peroksidazės ir lakazės, jų veikimo mechanizmai. Literatūros apžvalgoje taip pat aprašomi tyrimai, atlikti biokatalizinės FD oksidacijos srityje. Apžvelgiami peroksidazinės ir lakazinės katalizės apribojimai: nuo vandenilio peroksido koncentracijos priklausanti peroksidazės inaktyvacija; lakazės ir peroksidazės inaktyvacija, vykstanti FD biokatalizinės oksidacijos metu, bei lėta sunkiai degraduojamų FD oksidacija. Apžvelgiami panaudoti sprendimai, šalinantys išvardintus apribojimus. Antrajame skyriuje aprašomi disertaciniame darbe naudoti metodai: fluorimetriniai, spektrofotometriniai, šviesos išbarstymo ir dinaminio šviesos išbarstymo metodai. Trečiajame skyriuje pateikiami eksperimentiniai duomenys apie 4-hidroksifenilacto rūgšties ir 1-hidroksipireno peroksidazinę oksidaciją; apie fenolio, 1-naftolio, 2-naftolio, 1-hidroksipireno, 2-hidroksiantraceno, 9-fenantrolio peroksidazinę oksidaciją, naudojant PAM; apie bisfenolio A lakazinę oksidaciją, naudojant mediatorių, bei atliekamas visų ištirtų FD biokatalizinės oksidacijos mechanizmų matematinis modeliavimas ir optimizavimas. Taip pat ištirtas 1-hidroksipireno peroksidazinės oksidacijos reakcijos pritaikymas žemų vandenilio peroksido koncentracijų nustatyme. Disertacijos tema paskelbti 3 straipsniai, įtraukti į Thomson Reuters Web of Knowledge sąrašą ir 1 straipsnis kitame leidinyje. Disertacijoje atliktų tyrimų rezultatai paskelbti 4 mokslinėse konferencijose Lietuvoje ir užsienyje

Kinetic Study of Peroxidase-Catalyzed Oxidation of 2-Hydroxyanthracene and 9-Phenanthrol in Presence of Biosurfactant Escin

The kinetics of fungal peroxidase-catalyzed 2-hydroxyanthracene and 9-phenanthrol oxidation was investigated in presence of biosurfactant escin at pH 5.5 and 25 &deg;C. The kinetic measurements were performed using the fluorimetric method and the critical micelle concentration (CMC) of escin was determined using the dynamic light scattering technique. Inactivation of peroxidase was observed in absence of biosurfactant escin. It was shown that escin, used in concentrations lower than CMC, decreases or completely stops the peroxidase inactivation and increases the conversion of 2-hydroxyanthracene as well as of 9-phenanthrol. The environmentally friendly method of peroxidase-catalyzed 2-hydroxyanthracene and 9-phenanthrol oxidation in presence of biosurfactant Escin has an advantage over traditional decontamination methods due to their less environmental impact

An application of fluorescent tracer to groundwater tracking

A well network at a potential new nuclear site in Lithuania examined a semi-confined intertill aquifer 10–19 m deep and an unconfined aquifer 4.5–9 m deep. Tracer results indicate a northwest flow direction and great hydraulic connection between observation and injection wells. Natural conditions affect tracer flow velocities