Halorespiration
ઓર્ગેનોહાલાઇડ રેસ્પિરેશન (ઓ. એચ. આર.) (અગાઉ હેલોરેસ્પિરેશન અથવા ડીહેલોરેસ્પિરેશન નામ આપવામાં આવ્યું હતું) એ એનારોબિક રેસ્પિરેશનમાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારા તરીકે હેલોજેનેટેડ સંયોજનોનો ઉપયોગ છે. ઓર્ગેનોહાલાઇડ શ્વસન માઇક્રોબાયલ બાયોડિગ્રેડેશનમાં ભાગ ભજવી શકે છે. સૌથી સામાન્ય સબસ્ટ્રેટ્સ ક્લોરિનેટેડ એલિફેટિક્સ (PCE, TCE, ક્લોરોફોર્મ) અને ક્લોરિનેટેડ ફિનોલ્સ છે. ઓર્ગેનોહાલાઇડ-શ્વસન કરનારા બેક્ટેરિયા અત્યંત વૈવિધ્યસભર છે. આ લક્ષણ કેટલાક કેમ્પીલોબેક્ટેરોટ, થર્મોડસલ્ફોબેક્ટેરિયોટા, ક્લોરોફ્લેક્સોટા (ગ્રીન નોનસલ્ફર બેક્ટેરિયા), લો જી + સી ગ્રામ પોઝિટિવ ક્લોસ્ટ્રિડિયા અને અલ્ટ્રામાયક્રોબેક્ટેરિયામાં જોવા મળે છે. ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયા ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયા, ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે રિડક્ટિવ ડીહાલોજેનેશનનો ઉપયોગ કરે છે જેનો ઉપયોગ શ્વસન કરતા સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા તેની વૃદ્ધિ અને ચયાપચય કરવા માટે કરી શકાય છે. હેલોજિનેટેડ કાર્બનિક સંયોજનોનો ઉપયોગ અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે થાય છે, જે તેમના ડીહાલોજિનેશનમાં પરિણમે છે. રિડક્ટિવ ડીહલોજિનેશન એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા આ થાય છે. તેમાં હેલોજન અવેજીને દૂર કરીને હેલોજેનેટેડ સંયોજનોમાં ઘટાડો થાય છે, જ્યારે સાથે સાથે સંયોજનમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજનોલિસિસ અને વિસિનલ રિડક્શન એ આ પદ્ધતિની બે જાણીતી પ્રક્રિયાઓ છે જે ઓળખવામાં આવી છે. બંને પ્રક્રિયાઓમાં, દૂર કરવામાં આવેલા હેલોજન અવેજીઓને આયન તરીકે મુક્ત કરવામાં આવે છે. રિડક્ટિવ ડિહલોજેનેશન રિડક્ટિવ ડિહલોજેનેસિસ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે, જે પટલ-સંકળાયેલ ઉત્સેચકો છે. માત્ર પટલ-સંબંધિત જ નહીં પણ કેટલાક કિસ્સાઓમાં પ્રોટીન સંકુલના ભાગ રૂપે સાયટોપ્લાઝમિક હાઇડ્રોજેનેસિસ પણ ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વસન પ્રક્રિયામાં ભૂમિકા ભજવશે તેવી આગાહી કરવામાં આવી છે. આમાંના મોટાભાગના ઉત્સેચકોમાં આયર્ન-સલ્ફર (ફે-એસ) ક્લસ્ટરો અને તેમના સક્રિય સ્થળો પર કોરિનોઇડ કોફેક્ટર હોય છે. ચોક્કસ પદ્ધતિ અજ્ઞાત હોવા છતાં, સંશોધન સૂચવે છે કે એન્ઝાઇમના આ બે ઘટકો ઘટાડામાં સામેલ હોઈ શકે છે. સબસ્ટ્રેટ્સ વપરાયેલ અને પર્યાવરણીય મહત્વ ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વસનમાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારા તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા સામાન્ય સબસ્ટ્રેટ્સ ઓર્ગેનોક્લોરાઇડ જંતુનાશકો, એરિલ હેલાઇડ્સ અને આલ્કાઈલ દ્રાવકો છે. આમાંના ઘણા સતત અને ઝેરી પ્રદૂષકો છે જે ફક્ત આંશિક અથવા સંપૂર્ણ રીતે ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વસન દ્વારા એનારોબિક રીતે અધોગતિ કરી શકાય છે. ટ્રાઇક્લોરોએથિલિન (TCE) અને ટેટ્રાક્લોરોએથિલિન (PCE) આવા પ્રદૂષકોના બે ઉદાહરણો છે, અને તેમનું અધઃપતન સંશોધનનું કેન્દ્ર રહ્યું છે. પીસીઈ એ આલ્કાઈલ દ્રાવક છે જેનો ઉપયોગ અગાઉ ડ્રાય ક્લિનિંગ, ડીગ્રીઝિંગ મશીનરી અને અન્ય કાર્યક્રમોમાં થતો હતો. તે ભૂગર્ભજળનું સામાન્ય પ્રદૂષક છે. બેક્ટેરિયા કે જે પીસીઇને સંપૂર્ણપણે બિન-ઝેરી રાસાયણિક ઇથેનમાં ઘટાડવામાં સક્ષમ છે, તેને અલગ કરવામાં આવ્યા છે. તેઓ ડીહેલોકોકોઇડ્સ જાતિના હોવાનું જાણવા મળ્યું છે અને તેમના ઇલેક્ટ્રોન દાતા તરીકે H2 નો ઉપયોગ કરે છે. ભૂતકાળમાં ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયા પીસીઈ અને ટી. સી. ઈ. ના ઇન સિટુ બાયોરેમેડિએશન પર લાગુ કરવામાં આવી છે. ઉદાહરણ તરીકે, દૂષિત સાઇટમાં ઇલેક્ટ્રોન દાતાઓ અને ડીહેલોરેસ્પાયરિંગ બેક્ટેરિયાને દાખલ કરીને દૂષિત ભૂગર્ભજળની સારવાર માટે ઉન્નત રિડક્ટિવ ડીક્લોરિનેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, જે બેક્ટેરિયાની વૃદ્ધિ અને ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વસનને ઉત્તેજીત કરતી પરિસ્થિતિઓ બનાવે છે. ઉન્નત રિડક્ટિવ ડીક્લોરિનેશનમાં, પ્રદૂષકો ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારા તરીકે કાર્ય કરે છે અને પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીમાં આખરે ઇથેન ઉત્પન્ન કરવા માટે સંપૂર્ણપણે ઘટાડવામાં આવે છે. બાયોરિમેડિએશનમાં ઉપયોગ બેક્ટેરિયલ ઓર્ગેનોહેલાઇડ શ્વસનનું પર્યાવરણીય રીતે નોંધપાત્ર પાસું ટેટ્રાક્લોરોએથીન (PCE) અને ટ્રાઇક્લોરોએથીન (TCE) માં ઘટાડો છે; ઉચ્ચ ચેતાતંત્ર અને હેપેટોટોક્સિસિટી સાથે માનવજન્ય પ્રદૂષકો. પર્યાવરણીય પ્રદૂષકો તરીકે તેમની હાજરી 1920-1970ના દાયકાથી મેટલ-ડિગ્રેઝિંગ એજન્ટો તરીકે તેમના સામાન્ય ઔદ્યોગિક ઉપયોગથી ઊભી થઈ હતી. આ ઝેનોબાયોટિક સંયોજનો ભૂગર્ભજળ એક્વિફર્સના તળિયે ગાઢ બિન-જલીય તબક્કા પ્રવાહી (ડી. એન. એ. પી. એલ.) તરીકે ઓળખાતા આંશિક રીતે અદ્રાવ્ય સ્તરો બનાવે છે, જે ધીમી, જળાશય જેવી રીતે દ્રાવ્ય બને છે, જે ટી. સી. ઈ. અને પી. સી. ઈ. ને સૌથી સામાન્ય ભૂગર્ભજળ પ્રદૂષકોમાં બનાવે છે. ભૂગર્ભજળમાંથી ટી. સી. ઈ. અને પી. સી. ઈ. ને દૂર કરવા માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી વ્યૂહરચના એ ઉન્નત રિડક્ટિવ ડીક્લોરિનેશન (ઇ. આર. ડી.) દ્વારા બાયોરિમેડિએશનનો ઉપયોગ છે. ઇ. આર. ડી. માં ઇલેક્ટ્રોન દાતાઓ તરીકે સેવા આપતા આથો લાવવા યોગ્ય કાર્બનિક સબસ્ટ્રેટ્સમાં ડીહેલોરેસ્પાયરિંગ બેક્ટેરિયાના ઇન-સીટૂ ઇન્જેક્શનનો સમાવેશ થાય છે, જ્યારે બે પ્રદૂષકો, ટી. સી. ઈ. અને પી. સી. ઈ., ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારા તરીકે કાર્ય કરે છે. આ પી. સી. ઈ. અને ટી. સી. ઈ. ના અનુક્રમે હાનિકારક સિસ-ડાઇક્લોરોએથીન (ડી. સી. ઈ.) અને વિનાઇલ ક્લોરાઇડ (વી. સી.) માં ડીક્લોરિનેશનની સુવિધા આપે છે, જે પછી નિરુપદ્રવી ઇથેનમાં સંપૂર્ણ ડીક્લોરિનેશન માટે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારા તરીકે અનુકૂળ થાય છે. વિવિધ જાતિઓમાં બેક્ટેરિયાની વિશાળ શ્રેણીમાં સી. આઈ. એસ.-ડી. સી. ઈ. અને વી. સી. માં પી. સી. ઈ. અને ટી. સી. ઈ. ને આંશિક રીતે ડીક્લોરિનેટ કરવાની ક્ષમતા છે. આનું એક ઉદાહરણ મેગ્નેટોસ્પિરિલમ બેક્ટેરિયમ, તાણ એમએસ-1 છે, જે એરોબિક પરિસ્થિતિઓમાં પીસીઇને સિસ-ડીસીઈમાં ઘટાડી શકે છે. જો કે, આ પુત્રી સબસ્ટ્રેટ્સ તેમના મૂળ સંયોજનો કરતાં વધુ ઝેરી રૂપરેખા ધરાવે છે. જેમ કે, સી. આઈ. એસ.-ડી. સી. ઈ. અને વી. સી. નું નિરુપદ્રવી ઇથેનમાં અસરકારક ડીક્લોરિનેશન પી. સી. ઈ. અને ટી. સી. ઈ.-દૂષિત જળભૃતોના જૈવિક ઉપચાર માટે નિર્ણાયક છે. હાલમાં, ડીહેલોકોકોઇડ્સ જાતિના બેક્ટેરિયા એકમાત્ર જાણીતા સજીવો છે જે પીસીઇને ઇથેનમાં સંપૂર્ણપણે ડીક્લોરિનેટ કરી શકે છે. આ તેમના ચોક્કસ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન રિડક્ટિવ ડીહાલોજેનેસિસ (આરડીએઝ) ને કારણે છે જે સેલ્યુલર ઊર્જા માટે ઝેનોબાયોટિક પ્રદૂષકો પર ક્લોરિન અણુઓનું ચયાપચય કરે છે. ખાસ કરીને, ડીહેલોકોકોઈડ્સ વી. એસ. અને બી. એ. વી. 1 એન્કોડ વિનાઇલ ક્લોરાઇડ આર. ડી. ને અલગ કરે છે, જે વી. સી. ને નિરુપદ્રવી ઇથેનમાં ચયાપચય કરે છે, જે તેમને પી. સી. ઈ. અને ટી. સી. ઈ. ના બાયોરિમેડિએશનમાં ઉપયોગમાં લેવાતી ઇ. આર. ડી. પ્રણાલીઓમાં જરૂરી પ્રજાતિઓ બનાવે છે. આ પણ જુઓ રિડક્ટિવ ડીક્લોરિનેશન ક્લોરોફ્લેક્સોટા ડીહેલોકોકોઇડ્સ ડીહેલોબેક્ટર સંદર્ભો વધુ વાંચન ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી શ્વસન