මෙම ලිපිය "උසස් ජෛව ප්‍රතිකර්ම තාක්ෂණයන් සහ කෘතිම කාබනික සංයෝග (SOC) ප්‍රතිචක්‍රීකරණ ක්‍රියාවලීන්" යන පර්යේෂණ මාතෘකාවේ කොටසකි. සියලුම ලිපි 14 බලන්න.
නැප්තලීන් සහ ආදේශක නැප්තලීන් (මෙතිල්නැප්තලීන්, නැප්තොයික් අම්ලය, 1-නැප්තයිල්-එන්-මෙතිල්කාබමේට්, ආදිය) වැනි අඩු අණුක බර බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (PAHs) විවිධ කර්මාන්තවල බහුලව භාවිතා වන අතර ඒවා ජීවීන්ට ජාන විෂ සහිත, විකෘතිකාරක සහ/හෝ පිළිකා කාරක වේ. මෙම කෘතිම කාබනික සංයෝග (SOCs) හෝ සෙනෝබයොටික් ප්‍රමුඛතා දූෂක ලෙස සලකනු ලබන අතර ගෝලීය පරිසරයට සහ මහජන සෞඛ්‍යයට බරපතල තර්ජනයක් එල්ල කරයි. මානව ක්‍රියාකාරකම්වල තීව්‍රතාවය (උදා: ගල් අඟුරු වායුකරණය, තෙල් පිරිපහදු කිරීම, වාහන විමෝචනය සහ කෘෂිකාර්මික යෙදුම්) මෙම සර්වසම්පූර්ණ සහ නොනැසී පවතින සංයෝගවල සාන්ද්‍රණය, ඉරණම සහ ප්‍රවාහනය තීරණය කරයි. භෞතික හා රසායනික ප්‍රතිකාර/ඉවත් කිරීමේ ක්‍රමවලට අමතරව, POCs සම්පූර්ණයෙන්ම හායනය කිරීමට හෝ විෂ නොවන අතුරු නිෂ්පාදන බවට පරිවර්තනය කිරීමට හැකියාව ඇති ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් භාවිතා කරන ජෛව ප්‍රතිකර්ම වැනි හරිත හා පරිසර හිතකාමී තාක්ෂණයන් ආරක්ෂිත, ලාභදායී සහ පොරොන්දු වූ විකල්පයක් ලෙස මතු වී තිබේ. පසෙහි ක්ෂුද්‍රජීවයේ ඇති ප්‍රෝටියෝබැක්ටීරියා (සූඩෝමොනාස්, සූඩෝමොනාස්, කොමමොනාස්, බර්කොල්ඩේරියා සහ නියොස්ෆින්ගොබැක්ටීරියම්), ෆර්මිකියුට්ස් (බැසිලස් සහ පේනිබැසිලස්) සහ ඇක්ටිනොබැක්ටීරියා (රෝඩොකොකස් සහ ආත්‍රොබැක්ටර්) යන ෆයිලා වලට අයත් විවිධ බැක්ටීරියා විශේෂ විවිධ කාබනික සංයෝග හායනය කිරීමේ හැකියාව පෙන්නුම් කර ඇත. පරිවෘත්තීය අධ්‍යයනයන්, ජාන විද්‍යාව සහ මෙටජෙනොමික් විශ්ලේෂණය මෙම සරල ජීව ආකාරවල පවතින කැටබොලික් සංකීර්ණතාව සහ විවිධත්වය තේරුම් ගැනීමට අපට උපකාරී වන අතර ඒවා කාර්යක්ෂම ජෛව හායනය සඳහා තවදුරටත් යෙදිය හැකිය. PAH වල දිගුකාලීන පැවැත්මේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ප්ලාස්මිඩ්, ට්‍රාන්ස්පෝසන්, බැක්ටීරියාභක්ෂක, ජෙනෝමික් දූපත් සහ ඒකාබද්ධ සංයෝජන මූලද්‍රව්‍ය වැනි ජානමය මූලද්‍රව්‍ය භාවිතා කරමින් තිරස් ජාන හුවමාරුව හරහා නව හායන ෆීනෝටයිප් මතු වී තිබේ. නිශ්චිත හුදකලා හෝ ආකෘති ප්‍රජාවන්ගේ (කොන්සෝර්ටියා) පද්ධති ජීව විද්‍යාව සහ ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාව මගින් සහයෝගී බලපෑම් හරහා මෙම PAH වල පුළුල්, වේගවත් හා කාර්යක්ෂම ජෛව ප්‍රතිකර්මය සක්‍රීය කළ හැකිය. මෙම සමාලෝචනයේදී, අපි නැප්තලීන් සහ ආදේශිත නැප්තලීන්-හායන බැක්ටීරියා වල විවිධ පරිවෘත්තීය මාර්ග සහ විවිධත්වය, ජාන සංයුතිය සහ විවිධත්වය සහ සෛලීය ප්‍රතිචාර/අනුවර්තනයන් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරමු. මෙය කාර්යක්ෂම ජෛව ප්‍රතිකර්ම සඳහා ක්ෂේත්‍ර යෙදීම සහ වික්‍රියා ප්‍රශස්තිකරණය සඳහා පාරිසරික තොරතුරු සපයනු ඇත.
කර්මාන්තවල වේගවත් සංවර්ධනය (ඛනිජ රසායනික ද්‍රව්‍ය, කෘෂිකර්මාන්තය, ඖෂධ, රෙදිපිළි සායම්, රූපලාවන්‍ය ද්‍රව්‍ය ආදිය) ගෝලීය ආර්ථික සමෘද්ධියට සහ ජීවන තත්ත්වය වැඩිදියුණු කිරීමට දායක වී ඇත. මෙම ඝාතීය වර්ධනයේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විවිධ නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කරන කෘතිම කාබනික සංයෝග (SOC) විශාල ප්‍රමාණයක් නිෂ්පාදනය වී ඇත. මෙම විදේශීය සංයෝග හෝ SOC අතරට බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් (PAH), පළිබෝධනාශක, වල්නාශක, ප්ලාස්ටිසයිසර්, ඩයි වර්ග, ඖෂධ, කාබනික පොස්පේට්, ගිනි නිවන ද්‍රව්‍ය, වාෂ්පශීලී කාබනික ද්‍රාවක ආදිය ඇතුළත් වේ. ඒවා වායුගෝලයට, ජලජ සහ භූමිෂ්ඨ පරිසර පද්ධතිවලට විමෝචනය වන අතර එහිදී ඒවා බහුමාන බලපෑම් ඇති කරයි, භෞතික රසායනික ගුණාංග සහ ප්‍රජා ව්‍යුහය වෙනස් කිරීම හරහා විවිධ ජෛව ආකාරවලට අහිතකර බලපෑම් ඇති කරයි (Petrie et al., 2015; Bernhardt et al., 2017; Sarkar et al., 2020). බොහෝ ඇරෝමැටික දූෂක ද්‍රව්‍ය බොහෝ අඛණ්ඩ පරිසර පද්ධති/ජෛව විවිධත්ව උණුසුම් ස්ථාන (උදා: කොරල්පර, ආක්ටික්/ඇන්ටාක්ටික් අයිස් තට්ටු, උස් කඳු විල්, ගැඹුරු මුහුදේ අවසාදිත ආදිය) කෙරෙහි ප්‍රබල හා විනාශකාරී බලපෑම් ඇති කරයි (ජෝන්ස් 2010; බෙයර් සහ වෙනත් අය 2020; නොර්ඩ්බර්ග් සහ වෙනත් අය 2020). මෑත කාලීන භූ ක්ෂුද්‍රජීව විද්‍යාත්මක අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ කෘතිම ව්‍යුහවල (ඉදි කරන ලද පරිසරය) මතුපිට කෘතිම කාබනික ද්‍රව්‍ය (උදා: ඇරෝමැටික දූෂක) සහ ඒවායේ ව්‍යුත්පන්න තැන්පත් වීම (උදා: සංස්කෘතික උරුම ස්ථාන සහ ග්‍රැනයිට්, ගල්, දැව සහ ලෝහ වලින් සාදන ලද ස්මාරක) ඒවායේ පිරිහීම වේගවත් කරන බවයි (ගැඩ් 2017; ලියු සහ වෙනත් අය 2018). වායු දූෂණය සහ දේශගුණික විපර්යාස හරහා ස්මාරක සහ ගොඩනැගිලිවල ජීව විද්‍යාත්මක හායනය තීව්‍ර කර නරක අතට හැරිය හැක්කේ මිනිස් ක්‍රියාකාරකම් මගිනි (ලියු සහ වෙනත් අය 2020). මෙම කාබනික දූෂක වායුගෝලයේ ජල වාෂ්ප සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ව්‍යුහය මත පදිංචි වන අතර එමඟින් ද්‍රව්‍යයේ භෞතික හා රසායනික හායනය ඇති වේ. ජෛව හායනය යනු ජීවීන්ගේ සංරක්ෂණයට බලපාන ජීවීන් නිසා ඇතිවන ද්‍රව්‍යවල පෙනුමේ සහ ගුණාංගවල අනවශ්‍ය වෙනස්කම් ලෙස පුළුල් ලෙස පිළිගැනේ (Pochon and Jaton, 1967). මෙම සංයෝගවල තවදුරටත් ක්ෂුද්‍රජීවී ක්‍රියාකාරිත්වය (පරිවෘත්තීයකරණය) ව්‍යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව, සංරක්ෂණ කාර්යක්ෂමතාව සහ සංස්කෘතික වටිනාකම අඩු කළ හැකිය (Gadd, 2017; Liu et al., 2018). අනෙක් අතට, සමහර අවස්ථාවලදී, මෙම ව්‍යුහයන්ට ක්ෂුද්‍රජීවී අනුවර්තනය සහ ප්‍රතිචාර දැක්වීම ප්‍රයෝජනවත් බව සොයාගෙන ඇති අතර ඒවා ජෛව පටල සහ අනෙකුත් ආරක්ෂිත කබොල සාදමින් දිරාපත්වීමේ/වියෝජන අනුපාතය අඩු කරයි (Martino, 2016). එබැවින්, ගල්, ලෝහ සහ දැව ස්මාරක සඳහා ඵලදායී දිගුකාලීන තිරසාර සංරක්ෂණ උපාය මාර්ග සංවර්ධනය කිරීම සඳහා මෙම ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ ප්‍රධාන ක්‍රියාවලීන් පිළිබඳ සම්පූර්ණ අවබෝධයක් අවශ්‍ය වේ. ස්වාභාවික ක්‍රියාවලීන් (භූ විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන්, ලැව් ගිනි, ගිනිකඳු පිපිරීම්, ශාක හා බැක්ටීරියා ප්‍රතික්‍රියා) හා සසඳන විට, මානව ක්‍රියාකාරකම් හේතුවෙන් බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (PAHs) සහ අනෙකුත් කාබනික කාබන් (OCs) විශාල පරිමාණයෙන් පරිසර පද්ධතිවලට මුදා හැරීමට හේතු වේ. කෘෂිකර්මාන්තයේ භාවිතා කරන බොහෝ PAHs (DDT, atrazine, carbaryl, pentachlorophenol, ආදිය වැනි කෘමිනාශක සහ පළිබෝධනාශක), කර්මාන්ත (බොරතෙල්, තෙල් අපද්‍රව්‍ය/අපද්‍රව්‍ය, පෙට්‍රෝලියම් වලින් ලබාගත් ප්ලාස්ටික්, PCB, ප්ලාස්ටිසයිසර්, ඩිටර්ජන්ට්, විෂබීජ නාශක, ධූමකාරක, සුවඳ විලවුන් සහ කල් තබා ගන්නා ද්‍රව්‍ය), පුද්ගලික සත්කාර නිෂ්පාදන (හිරු ආවරණ, විෂබීජ නාශක, කෘමි විකර්ෂක සහ පොලිසයික්ලික් කස්තුරි) සහ යුධෝපකරණ (2,4,6-TNT වැනි පුපුරණ ද්‍රව්‍ය) ග්‍රහලෝක සෞඛ්‍යයට බලපෑම් කළ හැකි විභව xenobiotics වේ (Srogi, 2007; Vamsee-Krishna and Phale, 2008; Petrie et al., 2015). ඛනිජ තෙල් වලින් ලබාගත් සංයෝග (ඉන්ධන තෙල්, ලිහිසි තෙල්, ඇස්ෆල්ටීන්), ඉහළ අණුක බර ජෛව ප්ලාස්ටික් සහ අයනික ද්‍රව (Amde et al., 2015) ඇතුළත් කිරීමට මෙම ලැයිස්තුව පුළුල් කළ හැකිය. වගුව 1 විවිධ ඇරෝමැටික දූෂක සහ විවිධ කර්මාන්තවල ඒවායේ යෙදුම් ලැයිස්තුගත කරයි. මෑත වසරවලදී, වාෂ්පශීලී කාබනික සංයෝග මෙන්ම කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ අනෙකුත් හරිතාගාර වායු වල මානව විද්‍යාත්මක විමෝචනය වැඩි වීමට පටන් ගෙන ඇත (Dvorak et al., 2017). කෙසේ වෙතත්, මානව විද්‍යාත්මක බලපෑම් සැලකිය යුතු ලෙස ස්වාභාවික බලපෑම් ඉක්මවා යයි. ඊට අමතරව, බොහෝ පාරිසරික පරිසරවල SOC ගණනාවක් පවතින බවත් ජෛව ස්කන්ධ වලට අහිතකර බලපෑම් ඇති නැගී එන දූෂක ලෙස හඳුනාගෙන ඇති බවත් අපට පෙනී ගියේය (රූපය 1). එක්සත් ජනපද පාරිසරික ආරක්ෂණ ඒජන්සිය (USEPA) වැනි පාරිසරික ආයතන මෙම දූෂක බොහොමයක් ඒවායේ ප්‍රමුඛතා ලැයිස්තුවට ඇතුළත් කර ඇත්තේ ඒවායේ සයිටොටොක්සික්, ජෙනෝටොක්සික්, විකෘතිකාරක සහ පිළිකා කාරක ගුණාංග නිසාය. එබැවින්, දැඩි බැහැර කිරීමේ රෙගුලාසි සහ දූෂිත පරිසර පද්ධතිවලින් අපද්‍රව්‍ය පිරිපහදු කිරීම/ඉවත් කිරීම සඳහා ඵලදායී උපාය මාර්ග අවශ්‍ය වේ. පයිරොලිසිස්, ඔක්සිකාරක තාප පිරියම් කිරීම, වායු වාතනය, ගොඩකිරීම, දහනය කිරීම වැනි විවිධ භෞතික හා රසායනික ප්‍රතිකාර ක්‍රම අකාර්යක්ෂම සහ මිල අධික වන අතර විඛාදන, විෂ සහිත සහ ප්‍රතිකාර කිරීමට අපහසු අතුරු නිෂ්පාදන ජනනය කරයි. ගෝලීය පාරිසරික දැනුවත්භාවය වැඩි වීමත් සමඟ, මෙම දූෂක සහ ඒවායේ ව්‍යුත්පන්න (හැලජනීකරණය කරන ලද, නයිට්‍රෝ, ඇල්කයිල් සහ/හෝ මෙතිල් වැනි) හායනය කළ හැකි ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් කෙරෙහි වැඩි අවධානයක් යොමු වෙමින් පවතී (Fennell et al., 2004; Haritash and Kaushik, 2009; Phale et al., 2020; Sarkar et al., 2020; Schwanemann et al., 2020). ඇරෝමැටික දූෂක ඉවත් කිරීම සඳහා මෙම දේශීය අපේක්ෂක ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් තනිවම හෝ මිශ්‍ර සංස්කෘතීන් (විජිත) තුළ භාවිතා කිරීම පාරිසරික ආරක්ෂාව, පිරිවැය, කාර්යක්ෂමතාව, කාර්යක්ෂමතාව සහ තිරසාරභාවය අනුව වාසි ඇත. දූෂක ප්‍රතිකාර/ඉවත් කිරීම සඳහා පොරොන්දු වූ තාක්‍ෂණයක් ලෙස ක්ෂුද්‍රජීවී ක්‍රියාවලීන් විද්‍යුත් රසායනික රෙඩොක්ස් ක්‍රම, එනම් ජෛව විද්‍යුත් රසායනික පද්ධති (BES) සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීම පර්යේෂකයන් ගවේෂණය කරමින් සිටී (Huang et al., 2011). BES තාක්ෂණය එහි ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, අඩු පිරිවැය, පාරිසරික ආරක්ෂාව, කාමර උෂ්ණත්ව ක්‍රියාකාරිත්වය, ජෛව අනුකූල ද්‍රව්‍ය සහ වටිනා අතුරු නිෂ්පාදන (උදා: විදුලිය, ඉන්ධන සහ රසායනික ද්‍රව්‍ය) නැවත ලබා ගැනීමේ හැකියාව හේතුවෙන් වැඩි වැඩියෙන් අවධානය ආකර්ෂණය වී ඇත (Pant et al., 2012; Nazari et al., 2020). ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ජෙනෝම අනුක්‍රමණය සහ ඔමික්ස් මෙවලම්/ක්‍රම පැමිණීම විවිධ දිරාපත් වන ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ ප්‍රතික්‍රියා වල ජාන නියාමනය, ප්‍රෝටියෝමික්ස් සහ ප්‍රවාහ විද්‍යාව පිළිබඳ නව තොරතුරු රාශියක් සපයා ඇත. මෙම මෙවලම් පද්ධති ජීව විද්‍යාව සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් කාර්යක්ෂම හා ඵලදායී ජෛව හායනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් තුළ ඉලක්කගත කැටබොලික් මාර්ග තෝරා ගැනීම සහ සියුම් ලෙස සකස් කිරීම (එනම් පරිවෘත්තීය නිර්මාණය) පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කර ඇත. සුදුසු අපේක්ෂක ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් භාවිතා කරමින් ඵලදායී ජෛව ප්‍රතිකර්ම උපාය මාර්ග සැලසුම් කිරීම සඳහා, ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ ජෛව රසායනික විභවය, පරිවෘත්තීය විවිධත්වය, ජාන සංයුතිය සහ පරිසර විද්‍යාව (ස්වයං පරිසර විද්‍යාව/නාරිවේදය) අප තේරුම් ගත යුතුය.
රූපය 1. විවිධ පාරිසරික පරිසරයන් සහ ජෛව ස්කන්ධයට බලපාන විවිධ සාධක හරහා අඩු අණුක PAH වල ප්‍රභවයන් සහ මාර්ග. ඉරි සහිත රේඛා පරිසර පද්ධති මූලද්‍රව්‍ය අතර අන්තර්ක්‍රියා නියෝජනය කරයි.
මෙම සමාලෝචනයේදී, පරිවෘත්තීය මාර්ග සහ විවිධත්වය, හායනයට සම්බන්ධ එන්සයිම, ජාන සංයුතිය/අන්තර්ගතය සහ විවිධත්වය, සෛලීය ප්‍රතිචාර සහ ජෛව ප්‍රතිකර්මයේ විවිධ අංශ ආවරණය වන විවිධ බැක්ටීරියා හුදකලා මගින් නැප්තලීන් සහ ආදේශක නැප්තලීන් වැනි සරල PAH වල හායනය පිළිබඳ දත්ත සාරාංශ කිරීමට අපි උත්සාහ කර ඇත්තෙමු. ජෛව රසායනික සහ අණුක මට්ටම් අවබෝධ කර ගැනීම සුදුසු ධාරක වික්‍රියා හඳුනා ගැනීමට සහ එවැනි ප්‍රමුඛතා දූෂකවල ඵලදායී ජෛව ප්‍රතිකර්ම සඳහා ඒවායේ තවදුරටත් ජාන ඉංජිනේරු විද්‍යාවට උපකාරී වේ. ඵලදායී ජෛව ප්‍රතිකර්ම සඳහා ස්ථාන-විශේෂිත බැක්ටීරියා සංසදය ස්ථාපිත කිරීම සඳහා උපාය මාර්ග සංවර්ධනය කිරීමට මෙය උපකාරී වනු ඇත.
විෂ සහිත සහ භයානක ඇරෝමැටික සංයෝග විශාල සංඛ්‍යාවක් පැවතීම (හකල් රීතිය 4n + 2π ඉලෙක්ට්‍රෝන, n = 1, 2, 3, ... තෘප්තිමත් කරමින්) වාතය, පස, අවසාදිත සහ මතුපිට සහ භූගත ජලය වැනි විවිධ පාරිසරික මාධ්‍යවලට බරපතල තර්ජනයක් එල්ල කරයි (Puglisi et al., 2007). මෙම සංයෝගවලට රේඛීය, කෝණික හෝ පොකුරු ආකාරයෙන් සකස් කර ඇති තනි බෙන්සීන් වළලු (ඒක චක්‍රීය) හෝ බහු බෙන්සීන් වළලු (බහු චක්‍රීය) ඇති අතර ඉහළ සෘණ අනුනාද ශක්තිය සහ නිෂ්ක්‍රීය බව (නිෂ්ක්‍රීය බව) හේතුවෙන් පරිසරයේ ස්ථායිතාව (ස්ථායිතාව/අස්ථායිතාව) ප්‍රදර්ශනය කරයි, එය ඒවායේ ජලභීතිකාව සහ අඩු කළ තත්ත්වය මගින් පැහැදිලි කළ හැකිය. ඇරෝමැටික වළල්ල තවදුරටත් මෙතිල් (-CH3), කාබොක්සිල් (-COOH), හයිඩ්‍රොක්සිල් (-OH) හෝ සල්ෆොනේට් (-HSO3) කාණ්ඩ මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ විට, එය වඩාත් ස්ථායී වේ, සාර්ව අණු සඳහා ශක්තිමත් සම්බන්ධතාවයක් ඇත, සහ ජීව විද්‍යාත්මක පද්ධතිවල ජෛව සමුච්චය වේ (Seo et al., 2009; Phale et al., 2020). නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්න [මෙතිල්නැප්තලීන්, නැප්තොයික් අම්ලය, නැප්තලීන්සල්ෆොනේට් සහ 1-නැප්තයිල් එන්-මෙතිල්කාබමේට් (කාබරිල්)] වැනි සමහර අඩු අණුක බර බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (LMWAHs), එක්සත් ජනපද පරිසර ආරක්ෂණ ඒජන්සිය විසින් ප්‍රමුඛතා කාබනික දූෂක ලැයිස්තුවට ජෙනෝටොක්සික්, විකෘතිකාරක සහ/හෝ පිළිකා කාරක ලෙස ඇතුළත් කර ඇත (Cerniglia, 1984). මෙම පන්තියේ NM-PAH පරිසරයට මුදා හැරීම ආහාර දාමයේ සියලුම මට්ටම්වල මෙම සංයෝග ජෛව සමුච්චය වීමට හේතු විය හැකි අතර එමඟින් පරිසර පද්ධතිවල සෞඛ්‍යයට බලපායි (Binkova et al., 2000; Srogi, 2007; Quinn et al., 2009).
ජෛව ජලයට PAH වල ප්‍රභවයන් සහ මාර්ග ප්‍රධාන වශයෙන් පස, භූගත ජලය, මතුපිට ජලය, බෝග සහ වායුගෝලය වැනි විවිධ පරිසර පද්ධති සංරචක අතර සංක්‍රමණය සහ අන්තර්ක්‍රියා හරහා වේ (Arey and Atkinson, 2003). රූපය 1 මඟින් පරිසර පද්ධතිවල විවිධ අඩු අණුක බර PAH වල අන්තර්ක්‍රියා සහ ව්‍යාප්තිය සහ ජෛව/මානව නිරාවරණයට ඒවායේ මාර්ග පෙන්වයි. වායු දූෂණයේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස සහ වාහන විමෝචනයේ සංක්‍රමණය (ප්ලාවිතය), කාර්මික පිටාර වායූන් (ගල් අඟුරු වායුකරණය, දහනය සහ කෝක් නිෂ්පාදනය) සහ ඒවායේ තැන්පත් වීම හරහා PAH මතුපිට තැන්පත් වේ. කෘතිම රෙදිපිළි, ඩයි වර්ග සහ තීන්ත නිෂ්පාදනය වැනි කාර්මික ක්‍රියාකාරකම්; දැව සංරක්ෂණය; රබර් සැකසීම; සිමෙන්ති නිෂ්පාදන ක්‍රියාකාරකම්; පළිබෝධනාශක නිෂ්පාදනය; සහ කෘෂිකාර්මික යෙදීම් භූමිෂ්ඨ සහ ජලජ පද්ධතිවල PAH වල ප්‍රධාන මූලාශ්‍ර වේ (Bamforth and Singleton, 2005; Wick et al., 2011). අධ්‍යයනවලින් පෙන්වා දී ඇත්තේ තදාසන්න සහ නාගරික ප්‍රදේශවල, මහාමාර්ග අසල සහ විශාල නගරවල පස, බලාගාර, නේවාසික උණුසුම, වායු සහ මාර්ග ගමනාගමන බර සහ ඉදිකිරීම් ක්‍රියාකාරකම් වලින් නිකුත් වන විමෝචන හේතුවෙන් බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (PAHs) වලට වඩාත් ගොදුරු වන බවයි (Suman et al., 2016). (2008) ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ලුසියානා හි නිව් ඕර්ලියන්ස් හි මාර්ග අසල පසෙහි PAHs 7189 μg/kg තරම් ඉහළ අගයක් ගත් අතර විවෘත අවකාශයේ ඒවා 2404 μg/kg පමණක් වූ බව පෙන්නුම් කළේය. ඒ හා සමානව, එක්සත් ජනපද නගර කිහිපයක ගල් අඟුරු වායුකරණ ස්ථාන අසල ප්‍රදේශවල PAH මට්ටම් 300 μg/kg තරම් ඉහළ අගයක් වාර්තා වී ඇත (Kanaly සහ Harayama, 2000; Bamforth සහ Singleton, 2005). දිල්ලි (Sharma et al., 2008), Agra (Dubey et al., 2014), Mumbai (Kulkarni and Venkataraman, 2000) සහ Visakhapatnam (Kulkarni et al., 2014) වැනි විවිධ ඉන්දියානු නගරවල පසෙහි PAHs ඉහළ සාන්ද්‍රණයක් ඇති බව වාර්තා වී ඇත. ඇරෝමැටික සංයෝග පස අංශු, කාබනික ද්‍රව්‍ය සහ මැටි ඛනිජ මත වඩාත් පහසුවෙන් අවශෝෂණය වන අතර එමඟින් පරිසර පද්ධතිවල ප්‍රධාන කාබන් සින්ක් බවට පත්වේ (Srogi, 2007; Peng et al., 2008). ජලජ පරිසර පද්ධතිවල PAH වල ප්‍රධාන ප්‍රභවයන් වන්නේ වර්ෂාපතනය (තෙත්/වියළි වර්ෂාපතනය සහ ජල වාෂ්ප), නාගරික අපජලය බැහැර කිරීම, අපජල ජලය නැවත ආරෝපණය කිරීම යනාදියයි (Srogi, 2007). සමුද්‍ර පරිසර පද්ධතිවල PAH වලින් 80% ක් පමණ වර්ෂාපතනය, අවසාදිතකරණය සහ අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීම් වලින් ලබා ගන්නා බවට ඇස්තමේන්තු කර ඇත (Motelay-Massei et al., 2006; Srogi, 2007). මතුපිට ජලයේ හෝ ඝන අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීමේ ස්ථානවලින් ලැබෙන ලීචේට් වල ඉහළ සාන්ද්‍රණය අවසානයේ භූගත ජලයට කාන්දු වන අතර, එය ප්‍රධාන මහජන සෞඛ්‍ය තර්ජනයක් ඇති කරයි. දකුණු සහ අග්නිදිග ආසියාවේ ජනගහනයෙන් 70% කට වඩා භූගත ජලය පානය කරන බැවින් (Duttagupta et al., 2019). ඉන්දියාවේ බටහිර බෙංගාලයෙන් ලබාගත් Duttagupta et al. (2020) ගංගා (32) සහ භූගත ජලය (235) විශ්ලේෂණයන් මගින් මෑතකදී කරන ලද අධ්‍යයනයකින් හෙළි වූයේ නාගරික පදිංචිකරුවන්ගෙන් ඇස්තමේන්තුගත 53% ක් සහ ග්‍රාමීය පදිංචිකරුවන්ගෙන් 44% ක් (මුළු පදිංචිකරුවන් මිලියන 20 ක්) නැප්තලීන් (4.9–10.6 μg/L) සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන්ට නිරාවරණය විය හැකි බවයි. භූගත ජලයේ අඩු අණුක බර PAH වල සිරස් ප්‍රවාහනය (ඇඩ්වේක්ෂන්) පාලනය කරන ප්‍රධාන සාධක ලෙස වෙනස් ඉඩම් භාවිත රටා සහ වැඩිවන භූගත ජලය නිස්සාරණය සැලකේ. කෘෂිකාර්මික අපජලය, නාගරික සහ කාර්මික අපජල බැහැර කිරීම් සහ ඝන අපද්‍රව්‍ය/කසළ බැහැර කිරීම් ගංගා ද්‍රෝණි සහ භූගත අවසාදිතවල PAH මගින් බලපාන බව සොයාගෙන ඇත. වායුගෝලීය වර්ෂාපතනය PAH දූෂණය තවදුරටත් උග්‍ර කරයි. ලොව පුරා ගංගා/ජලාධාර ප්‍රදේශවල, ෆ්‍රේසර් ගඟ, ලූආන් ගඟ, ඩෙන්සෝ ගඟ, මිසූරි ගඟ, ඇනකොස්ටියා ගඟ, එබ්‍රෝ ගඟ සහ ඩෙලවෙයාර් ගඟ වැනි ගංගා/ජලාධාර ප්‍රදේශවල PAH වල ඉහළ සාන්ද්‍රණයක් සහ ඒවායේ ඇල්කයිල් ව්‍යුත්පන්නයන් (මුළු වශයෙන් 51) වාර්තා වී ඇත (යුන්කර් සහ වෙනත් අය, 2002; මොටේලේ-මැසී සහ වෙනත් අය, 2006; ලී සහ වෙනත් අය, 2010; අමෝකෝ සහ වෙනත් අය, 2011; කිම් සහ වෙනත් අය, 2018). ගංගා ගංගා ද්‍රෝණියේ අවසාදිතවල, නැප්තලීන් සහ ෆීනන්ට්‍රීන් වඩාත් වැදගත් බව සොයා ගන්නා ලදී (සාම්පලවලින් 70% කින් අනාවරණය විය) (දුට්ටගුප්තා සහ වෙනත් අය, 2019). එපමණක් නොව, පානීය ජලය ක්ලෝරීනීකරණය කිරීමෙන් වඩාත් විෂ සහිත ඔක්සිජන් සහිත සහ ක්ලෝරිනීකෘත PAH සෑදීමට හේතු විය හැකි බව අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත (මනෝලි සහ සමාරා, 1999). දූෂිත පස, භූගත ජලය සහ වර්ෂාපතනයෙන් ශාක මගින් අවශෝෂණය වීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ධාන්‍ය වර්ග, පලතුරු සහ එළවළු වල PAH එකතු වේ (Fismes et al., 2002). මාළු, මට්ටි, ක්ලැම් සහ ඉස්සන් වැනි බොහෝ ජලජ ජීවීන් දූෂිත ආහාර සහ මුහුදු ජලය පරිභෝජනය කිරීමෙන් මෙන්ම පටක සහ සම හරහා PAH වලින් දූෂණය වේ (Mackay and Fraser, 2000). ග්‍රිල් කිරීම, බැදීම, දුම් පානය කිරීම, බැදීම, වියළීම, ෙබ්කිං කිරීම සහ අඟුරු පිසීම වැනි ඉවුම් පිහුම්/සැකසුම් ක්‍රම මගින් ආහාරවල සැලකිය යුතු ප්‍රමාණයේ PAHs ඇති විය හැක. මෙය බොහෝ දුරට දුම් දමන ද්‍රව්‍ය තෝරා ගැනීම, ෆීනෝලික්/ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් අන්තර්ගතය, පිසීමේ ක්‍රියා පටිපාටිය, තාපක වර්ගය, තෙතමනය අන්තර්ගතය, ඔක්සිජන් සැපයුම සහ දහන උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතී (Guillén et al., 2000; Gomes et al., 2013). විවිධ සාන්ද්‍රණයන්ගෙන් (0.75–2.1 mg/L) කිරිවල බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් (PAHs) ද අනාවරණය වී ඇත (Girelli et al., 2014). ආහාරවල මෙම PAHs සමුච්චය වීම ආහාරවල භෞතික රසායනික ගුණාංග මත ද රඳා පවතින අතර, ඒවායේ විෂ සහිත බලපෑම් භෞතික විද්‍යාත්මක ක්‍රියාකාරකම්, පරිවෘත්තීය ක්‍රියාකාරකම්, අවශෝෂණය, ව්‍යාප්තිය සහ ශරීර ව්‍යාප්තිය සමඟ සම්බන්ධ වේ (Mechini et al., 2011).
බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (PAHs) වල විෂ වීම සහ හානිකර බලපෑම් දිගු කලක් තිස්සේ ප්‍රසිද්ධ වී ඇත (Cherniglia, 1984). අඩු අණුක බර බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (LMW-PAHs) (වළලු දෙකේ සිට තුන දක්වා) DNA, RNA සහ ප්‍රෝටීන වැනි විවිධ සාර්ව අණු වලට සහසංයුජව බන්ධනය විය හැකි අතර පිළිකා කාරක වේ (Santarelli et al., 2008). ඒවායේ ජලභීතික ස්වභාවය නිසා ඒවා ලිපිඩ පටල මගින් වෙන් කරනු ලැබේ. මිනිසුන් තුළ, සයිටොක්‍රෝම් P450 මොනොඔක්සිජෙනේස් PAHs ඉපොක්සයිඩ් බවට ඔක්සිකරණය කරයි, ඒවායින් සමහරක් ඉතා ප්‍රතික්‍රියාශීලී වේ (උදා: බේඩියෝල් ඉපොක්සයිඩ්) සහ සාමාන්‍ය සෛල මාරාන්තික ඒවා බවට පරිවර්තනය වීමට හේතු විය හැක (Marston et al., 2001). ඊට අමතරව, ක්විනෝන්, ෆීනෝල්, ඉපොක්සයිඩ්, ඩයෝල් වැනි PAH වල පරිවර්තන නිෂ්පාදන මව් සංයෝගවලට වඩා විෂ සහිත වේ. සමහර PAH සහ ඒවායේ පරිවෘත්තීය අතරමැදි පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියේදී හෝමෝන සහ විවිධ එන්සයිම වලට බලපෑම් කළ හැකි අතර එමඟින් වර්ධනය, මධ්‍යම ස්නායු පද්ධතිය, ප්‍රජනක සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ පද්ධති කෙරෙහි අහිතකර ලෙස බලපායි (Swetha and Phale, 2005; Vamsee-Krishna et al., 2006; Oostingh et al., 2008). අඩු අණුක බර PAH වලට කෙටි කාලීනව නිරාවරණය වීම ඇදුම රෝගීන් තුළ පෙනහළු ක්‍රියාකාරිත්වය අඩපණ කිරීමට සහ ත්‍රොම්බොසිස් ඇති කිරීමට සහ සම, පෙනහළු, මුත්‍රාශය සහ ආමාශ ආන්ත්‍රික පිළිකා ඇතිවීමේ අවදානම වැඩි කිරීමට හේතු වන බව වාර්තා වී ඇත (Olsson et al., 2010; Diggs et al., 2011). සත්ව අධ්‍යයනයන් මගින් PAH නිරාවරණය ප්‍රජනක ක්‍රියාකාරිත්වයට සහ සංවර්ධනයට අහිතකර බලපෑම් ඇති කළ හැකි බවත් ඇසේ සුද, වකුගඩු සහ අක්මා හානි සහ සෙංගමාලය ඇති කළ හැකි බවත් පෙන්වා දී ඇත. ඩයෝල්, ඉපොක්සයිඩ්, ක්විනෝන් සහ නිදහස් රැඩිකලුන් (කැටායන) වැනි විවිධ PAH ජෛව පරිවර්තන නිෂ්පාදන DNA ඇඩක්ට් සාදන බව පෙන්වා දී ඇත. ස්ථායී ආකලන DNA ප්‍රතිවර්තන යන්ත්‍රෝපකරණ වෙනස් කරන බව පෙන්වා දී ඇති අතර, අස්ථායී ආකලන DNA (ප්‍රධාන වශයෙන් ඇඩිනීන් සහ සමහර විට ගුවානීන්) වලට depurinate කළ හැකිය; දෙකම විකෘති වලට තුඩු දෙන දෝෂ ජනනය කළ හැකිය (Schweigert et al. 2001). ඊට අමතරව, ක්විනෝන් (benzo-/pan-) ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) ජනනය කළ හැකි අතර, DNA සහ අනෙකුත් සාර්ව අණු වලට මාරාන්තික හානියක් සිදු කරයි, එමඟින් පටක ක්‍රියාකාරිත්වයට/ශක්‍යතාවයට බලපායි (Ewa and Danuta 2017). පයිරීන්, බයිෆීනයිල් සහ නැප්තලීන් අඩු සාන්ද්‍රණයකට නිදන්ගතව නිරාවරණය වීම පර්යේෂණාත්මක සතුන් තුළ පිළිකා ඇති කරන බව වාර්තා වී ඇත (Diggs et al. 2012). ඒවායේ මාරාන්තික විෂ වීම නිසා, බලපෑමට ලක් වූ/දූෂිත ස්ථානවලින් මෙම PAH පිරිසිදු කිරීම/ඉවත් කිරීම ප්‍රමුඛතාවයකි.
දූෂිත ස්ථාන/පරිසරවලින් PAH ඉවත් කිරීම සඳහා විවිධ භෞතික හා රසායනික ක්‍රම භාවිතා කර ඇත. දහනය, ක්ලෝරීනීකරණය, UV ඔක්සිකරණය, සවි කිරීම සහ ද්‍රාවක නිස්සාරණය වැනි ක්‍රියාවලීන්ට විෂ සහිත අතුරු නිෂ්පාදන සෑදීම, ක්‍රියාවලි සංකීර්ණතාව, ආරක්ෂාව සහ නියාමන ගැටළු, අඩු කාර්යක්ෂමතාව සහ අධික පිරිවැය ඇතුළු බොහෝ අවාසි ඇත. කෙසේ වෙතත්, ක්ෂුද්‍රජීවී ජෛව හායනය (ජෛව ප්‍රතිකර්ම ලෙස හැඳින්වේ) යනු පිරිසිදු සංස්කෘතීන් හෝ ජනපද ආකාරයෙන් ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් භාවිතා කිරීම ඇතුළත් පොරොන්දු වූ විකල්ප ප්‍රවේශයකි. භෞතික හා රසායනික ක්‍රම සමඟ සසඳන විට, මෙම ක්‍රියාවලිය පරිසර හිතකාමී, ආක්‍රමණශීලී නොවන, පිරිවැය-ඵලදායී සහ තිරසාර වේ. බලපෑමට ලක් වූ ස්ථානයේ (ස්ථානයේ) හෝ විශේෂයෙන් සකස් කරන ලද ස්ථානයක (ex situ) ජෛව ප්‍රතිකර්ම සිදු කළ හැකි අතර එබැවින් සාම්ප්‍රදායික භෞතික හා රසායනික ක්‍රමවලට වඩා තිරසාර ප්‍රතිකර්ම ක්‍රමයක් ලෙස සැලකේ (Juhasz and Naidu, 2000; Andreoni and Gianfreda, 2007; Megharaj et al., 2011; Phale et al., 2020; Sarkar et al., 2020).
ඇරෝමැටික දූෂකවල හායනයට සම්බන්ධ ක්ෂුද්‍රජීවී පරිවෘත්තීය පියවර තේරුම් ගැනීම පාරිසරික හා පාරිසරික තිරසාරභාවය සඳහා දැවැන්ත විද්‍යාත්මක හා ආර්ථික ඇඟවුම් ඇත. ඇස්තමේන්තුගත කාබන් (C) ග්‍රෑම් 2.1×1018 ක් ලොව පුරා අවසාදිත සහ කාබනික සංයෝගවල (එනම්, තෙල්, ස්වාභාවික වායු සහ ගල් අඟුරු, එනම්, පොසිල ඉන්ධන) ගබඩා කර ඇති අතර එය ගෝලීය කාබන් චක්‍රයට සැලකිය යුතු දායකත්වයක් සපයයි. කෙසේ වෙතත්, වේගවත් කාර්මිකකරණය, පොසිල ඉන්ධන නිස්සාරණය සහ මානව ක්‍රියාකාරකම් මෙම ලිතෝස්ෆෙරික් කාබන් ජලාශ ක්ෂය කරමින්, වාර්ෂිකව වායුගෝලයට කාබනික කාබන් (දූෂක ලෙස) ග්‍රෑම් 5.5×1015 ක් නිකුත් කරයි (ගොන්සාලෙස්-ගයා සහ වෙනත් අය, 2019). මෙම කාබනික කාබන් බොහොමයක් භූමිෂ්ඨ සහ සමුද්‍ර පරිසර පද්ධතිවලට අවසාදිතකරණය, ප්‍රවාහනය සහ ගලායාම හරහා ඇතුල් වේ. ඊට අමතරව, ප්ලාස්ටික්, ප්ලාස්ටිසයිසර් සහ ප්ලාස්ටික් ස්ථායීකාරක (තැලේට් සහ ඒවායේ සමාවයවික) වැනි පොසිල ඉන්ධන වලින් ලබාගත් නව කෘතිම දූෂක, සමුද්‍ර, පස සහ ජලජ පරිසර පද්ධති සහ ඒවායේ ජෛව ද්‍රව්‍ය බරපතල ලෙස දූෂණය කරන අතර එමඟින් ගෝලීය දේශගුණික අවදානම් උග්‍ර කරයි. උතුරු ඇමරිකාව සහ අග්නිදිග ආසියාව අතර පැසිෆික් සාගරයේ විවිධ වර්ගයේ ක්ෂුද්‍ර ප්ලාස්ටික්, නැනෝ ප්ලාස්ටික්, ප්ලාස්ටික් කොටස් සහ පොලිඑතිලීන් ටෙරෙෆ්තලේට් (PET) වලින් ලබාගත් විෂ සහිත මොනෝමර් නිෂ්පාදන එකතු වී ඇති අතර, එය "මහා පැසිෆික් කසළ පැච්" සාදමින් සමුද්‍ර ජීවීන්ට හානි කරයි (Newell et al., 2020). විද්‍යාත්මක අධ්‍යයනවලින් ඔප්පු වී ඇත්තේ එවැනි දූෂක/අපද්‍රව්‍ය කිසිදු භෞතික හෝ රසායනික ක්‍රමයකින් ඉවත් කළ නොහැකි බවයි. මෙම සන්දර්භය තුළ, වඩාත්ම ප්‍රයෝජනවත් ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් වන්නේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ්, රසායනික ශක්තිය සහ අනෙකුත් විෂ නොවන අතුරු නිෂ්පාදන බවට දූෂක ඔක්සිකාරක ලෙස පරිවෘත්තීය කිරීමට හැකියාව ඇති ඒවා වන අතර එය අවසානයේ අනෙකුත් පෝෂක චක්‍රීය ක්‍රියාවලීන්ට (H, O, N, S, P, Fe, ආදිය) ඇතුළු වේ. මේ අනුව, ඇරෝමැටික දූෂක ඛනිජකරණයේ ක්ෂුද්‍රජීවී පරිසර භෞතික විද්‍යාව සහ එහි පාරිසරික පාලනය අවබෝධ කර ගැනීම ක්ෂුද්‍රජීවී කාබන් චක්‍රය, ශුද්ධ කාබන් අයවැය සහ අනාගත දේශගුණික අවදානම් තක්සේරු කිරීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. පරිසරයෙන් එවැනි සංයෝග ඉවත් කිරීමේ හදිසි අවශ්‍යතාවය සැලකිල්ලට ගෙන, පිරිසිදු තාක්ෂණයන් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන විවිධ පාරිසරික කර්මාන්ත මතු වී තිබේ. විකල්පයක් ලෙස, පරිසර පද්ධතිවල එකතු වී ඇති කාර්මික අපද්‍රව්‍ය/අපද්‍රව්‍ය රසායනික ද්‍රව්‍ය අගය කිරීම (එනම් අපද්‍රව්‍ය ධනයට ප්‍රවේශය) චක්‍රීය ආර්ථිකයේ සහ තිරසාර සංවර්ධන ඉලක්කවල කුළුණු වලින් එකක් ලෙස සැලකේ (Close et al., 2012). එබැවින්, මෙම විභව හායන අපේක්ෂකයින්ගේ පරිවෘත්තීය, එන්සයිම සහ ජානමය අංශ අවබෝධ කර ගැනීම එවැනි ඇරෝමැටික දූෂක ඵලදායී ලෙස ඉවත් කිරීම සහ ජෛව ප්‍රතිකර්ම කිරීම සඳහා අතිශයින්ම වැදගත් වේ.
බොහෝ ඇරෝමැටික දූෂක අතර, අපි නැප්තලීන් සහ ආදේශක නැප්තලීන් වැනි අඩු අණුක බර PAH සඳහා විශේෂ අවධානයක් යොමු කරමු. මෙම සංයෝග ඛනිජ තෙල් වලින් ලබාගත් ඉන්ධන, රෙදිපිළි සායම්, පාරිභෝගික නිෂ්පාදන, පළිබෝධනාශක (සලබ බෝල සහ කෘමි විකර්ෂක), ප්ලාස්ටිසයිසර් සහ ටැනින් වල ප්‍රධාන සංරචක වන අතර එබැවින් බොහෝ පරිසර පද්ධතිවල බහුලව දක්නට ලැබේ (Preuss et al., 2003). මෑත කාලීන වාර්තා මගින් ජලධර අවසාදිත, භූගත ජලය සහ භූගත පස, වාඩෝස් කලාප සහ ගංගා ඇඳන්හි නැප්තලීන් සාන්ද්‍රණය සමුච්චය වීම ඉස්මතු කරයි, පරිසරය තුළ එහි ජෛව සමුච්චය වීම යෝජනා කරයි (Duttagupta et al., 2019, 2020). වගුව 2 නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නවල භෞතික රසායනික ගුණාංග, යෙදුම් සහ සෞඛ්‍ය බලපෑම් සාරාංශ කරයි. අනෙකුත් ඉහළ අණුක බර PAHs හා සසඳන විට, නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් අඩු ජලභීතික, ජලයේ ද්‍රාව්‍ය සහ පරිසර පද්ධතිවල බහුලව ව්‍යාප්ත වී ඇති බැවින්, ඒවා බොහෝ විට PAH වල පරිවෘත්තීය, ජාන විද්‍යාව සහ පරිවෘත්තීය විවිධත්වය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා ආදර්ශ උපස්ථර ලෙස භාවිතා කරයි. ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් විශාල සංඛ්‍යාවක් නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් පරිවෘත්තීය කිරීමට සමත් වන අතර, ඒවායේ පරිවෘත්තීය මාර්ග, එන්සයිම සහ නියාමන ලක්ෂණ පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක තොරතුරු ලබා ගත හැකිය (Mallick et al., 2011; Phale et al., 2019, 2020). ඊට අමතරව, නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් ඒවායේ ඉහළ බහුලත්වය සහ ජෛව උපයෝගීතාව හේතුවෙන් පරිසර දූෂණ තක්සේරුව සඳහා මූලාකෘති සංයෝග ලෙස නම් කර ඇත. එක්සත් ජනපද පාරිසරික ආරක්ෂණ ඒජන්සිය ඇස්තමේන්තු කරන්නේ නැප්තලීන් වල සාමාන්‍ය මට්ටම් සිගරට් දුමෙන් ඝන මීටරයකට 5.19 μg වන අතර, ප්‍රධාන වශයෙන් අසම්පූර්ණ දහනයෙන් 7.8 සිට 46 μg වන අතර, ක්‍රියෝසෝට් සහ නැප්තලීන් වලට නිරාවරණය වීම 100 සිට 10,000 ගුණයකින් වැඩි බවයි (Preuss et al. 2003). විශේෂයෙන් නැප්තලීන් විශේෂ, කලාප සහ ලිංගිකත්වය අනුව ශ්වසන විෂ වීම සහ පිළිකා කාරක බව සොයාගෙන ඇත. සත්ව අධ්‍යයනයන් මත පදනම්ව, ජාත්‍යන්තර පිළිකා පර්යේෂණ ආයතනය (IARC) නැප්තලීන් “හැකි මානව පිළිකා කාරකයක්” ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇත (2B කාණ්ඩය)1. ආදේශක නැප්තලීන් වලට නිරාවරණය වීම, ප්‍රධාන වශයෙන් ආශ්වාස කිරීම හෝ මාපිය (මුඛ) පරිපාලනය මගින් පෙනහළු පටක තුවාල ඇති කරන අතර මීයන් සහ මීයන් තුළ පෙනහළු පිළිකා ඇතිවීමේ සම්භාවිතාව වැඩි කරයි (ජාතික විෂ විද්‍යා වැඩසටහන 2). උග්‍ර බලපෑම් අතර ඔක්කාරය, වමනය, උදර වේදනාව, පාචනය, හිසරදය, ව්‍යාකූලත්වය, අධික දහඩිය දැමීම, උණ, ටායිචාර්ඩියා යනාදිය ඇතුළත් වේ. අනෙක් අතට, පුළුල් වර්ණාවලී කාබමේට් කෘමිනාශකයක් වන කාබරිල් (1-නැප්තයිල් එන්-මෙතිල්කාබමේට්) ජලජ අපෘෂ්ඨවංශීන්, උභයජීවීන්, මී මැස්සන් සහ මිනිසුන්ට විෂ සහිත බව වාර්තා වී ඇති අතර අංශභාගය ඇති කරන ඇසිටිල්කොලිනෙස්ටරේස් නිෂේධනය කරන බව පෙන්වා දී ඇත (Smulders et al., 2003; Bulen and Distel, 2011). එබැවින්, දූෂිත පරිසරවල ජෛව ප්‍රතිකර්ම උපාය මාර්ග සංවර්ධනය කිරීම සඳහා ක්ෂුද්‍රජීවී හායනය, ජානමය නියාමනය, එන්සයිම සහ සෛලීය ප්‍රතික්‍රියා වල යාන්ත්‍රණයන් අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ.
වගුව 2. නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නවල භෞතික රසායනික ගුණාංග, භාවිතයන්, හඳුනාගැනීමේ ක්‍රම සහ ආශ්‍රිත රෝග පිළිබඳ සවිස්තර තොරතුරු.
දූෂිත ස්ථානවල, ජලභීතික සහ ලිපොෆිලික් ඇරෝමැටික දූෂක මගින් පාරිසරික ක්ෂුද්‍රජීවයට (ප්‍රජාවට) විවිධ සෛලීය බලපෑම් ඇති කළ හැකිය, එනම් පටල ද්‍රවශීලතාවයේ වෙනස්කම්, පටල පාරගම්යතාව, ලිපිඩ ද්වි ස්ථර ඉදිමීම, ශක්ති හුවමාරුවේ බාධා (ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රවාහන දාමය/ප්‍රෝටෝන චේතනා බලය) සහ පටල ආශ්‍රිත ප්‍රෝටීන වල ක්‍රියාකාරිත්වය (සික්කෙමා සහ වෙනත් අය, 1995). ඊට අමතරව, කැටෙකෝල් සහ ක්විනෝන් වැනි සමහර ද්‍රාව්‍ය අතරමැදි ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) ජනනය කරන අතර DNA සහ ප්‍රෝටීන සමඟ ආකලන සාදයි (පෙනිං සහ වෙනත් අය, 1999). මේ අනුව, පරිසර පද්ධතිවල එවැනි සංයෝග බහුල වීම, අවශෝෂණය/ප්‍රවාහනය, අන්තර් සෛලීය පරිවර්තනය, උකහා ගැනීම/උපයෝජනය සහ කොටස්කරණය ඇතුළු විවිධ භෞතික විද්‍යාත්මක මට්ටම්වල කාර්යක්ෂම පරිහානියට පත් කිරීම සඳහා ක්ෂුද්‍රජීවී ප්‍රජාවන් මත තෝරාගත් පීඩනයක් ඇති කරයි.
රයිබොසෝමල් දත්ත සමුදා ව්‍යාපෘතිය-II (RDP-II) පිළිබඳ සෙවීමකින් හෙළි වූයේ නැප්තලීන් හෝ එහි ව්‍යුත්පන්නයන්ගෙන් දූෂිත වූ මාධ්‍ය හෝ පොහොසත් කිරීමේ සංස්කෘතීන්ගෙන් බැක්ටීරියා විශේෂ 926 ක් හුදකලා වී ඇති බවයි. ප්‍රෝටියෝබැක්ටීරියා කාණ්ඩයේ වැඩිම නියෝජිතයින් සංඛ්‍යාවක් සිටියහ (n = 755), පසුව ෆර්මිකියුට්ස් (52), බැක්ටීරොයිඩයිඩයිට්ස් (43), ඇක්ටිනොබැක්ටීරියා (39), ටෙනරිකියුට්ස් (10) සහ වර්ගීකරණය නොකළ බැක්ටීරියා (8) (රූපය 2). γ-ප්‍රෝටියෝබැක්ටීරියා (සූඩෝමොනාඩේල්ස් සහ සැන්තොමොනාඩේල්ස්) නියෝජිතයින් ඉහළ G+C අන්තර්ගතයක් (54%) සහිත සියලුම ග්‍රෑම්-ඍණ කණ්ඩායම් ආධිපත්‍යය දැරූ අතර, ක්ලොස්ට්‍රිඩියල්ස් සහ බැසිලේල්ස් (30%) අඩු G+C අන්තර්ගතයක් සහිත ග්‍රෑම්-ධනාත්මක කණ්ඩායම් විය. විවිධ දූෂිත පරිසර පද්ධතිවල (ගල් අඟුරු තාර, පෙට්‍රෝලියම්, බොරතෙල්, රොන් මඩ, තෙල් කාන්දුවීම්, අපජලය, කාබනික අපද්‍රව්‍ය සහ ගොඩකිරීම්) මෙන්ම අඛණ්ඩ පරිසර පද්ධතිවල (පස, ගංගා, අවසාදිත සහ භූගත ජලය) නැප්තලීන් සහ එහි මෙතිල් ව්‍යුත්පන්නයන් හායනය කිරීමට සූඩෝමෝනා (වැඩිම සංඛ්‍යාව, විශේෂ 338) සමත් බව වාර්තා විය (රූපය 2). එපමණක් නොව, මෙම කලාපවලින් සමහරක් පොහොසත් කිරීමේ අධ්‍යයනයන් සහ මෙටාජෙනොමික් විශ්ලේෂණයන් මගින් හෙළි වූයේ වගා නොකළ ලෙජියෝනෙල්ලා සහ ක්ලොස්ට්‍රිඩියම් විශේෂවලට හායන ධාරිතාවක් තිබිය හැකි බවත්, නව මාර්ග සහ පරිවෘත්තීය විවිධත්වය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා මෙම බැක්ටීරියා වගා කිරීමේ අවශ්‍යතාවය පෙන්නුම් කරන බවත්ය.
රූපය 2. නැප්තලීන් සහ නැප්තලීන් ව්‍යුත්පන්නයන්ගෙන් දූෂිත වූ පරිසරවල බැක්ටීරියා නියෝජිතයින්ගේ වර්ගීකරණ විවිධත්වය සහ පාරිසරික ව්‍යාප්තිය.
විවිධ ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන්-හායන ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් අතර, බොහෝමයක් කාබන් සහ ශක්තියේ එකම ප්‍රභවය ලෙස නැප්තලීන් හායනය කිරීමට සමත් වේ. නැප්තලීන් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ සිදුවීම් අනුපිළිවෙල Pseudomonas sp සඳහා විස්තර කර ඇත. (වික්‍රියා: NCIB 9816-4, G7, AK-5, PMD-1 සහ CSV86), Pseudomonas stutzeri AN10, Pseudomonas fluorescens PC20 සහ අනෙකුත් වික්‍රියා (ND6 සහ AS1) (Mahajan et al., 1994; Resnick et al., 1996; Annweiler et al., 2000; Basu et al., 2003; Dennis and Zylstra, 2004; Sota et al., 2006; පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලිය ආරම්භ කරනු ලබන්නේ බහු සංරචක ඩයොක්සිජනේස් [නැප්තලීන් ඩයොක්සිජනේස් (NDO), මුදු හයිඩ්‍රොක්සිලේටින් ඩයොක්සිජනේස්] මගින් වන අතර එය නැප්තලීන් වල ඇරෝමැටික වළල්ලක ඔක්සිකරණය උත්ප්‍රේරණය කරයි, අනෙක් උපස්ථරය ලෙස අණුක ඔක්සිජන් භාවිතා කරමින් නැප්තලීන් සිස්-නැප්තලීන්ඩියෝල් බවට පරිවර්තනය කරයි (රූපය 3). Cis-dihydrodiol බවට පරිවර්තනය වේ ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස් මගින් 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන්. වළලු-කැඩෙන ඩයොක්සිජනේස්, 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් ඩයොක්සිජනේස් (12DHNDO), 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් 2-හයිඩ්‍රොක්සික්‍රෝමීන-2-කාබොක්සිලික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කරයි. එන්සයිම සිස්-ට්‍රාන්ස් සමාවයවිකකරණය ට්‍රාන්ස්-ඕ-හයිඩ්‍රොක්සිබෙන්සිලයිඩෙනෙපයිරුවේට් නිපදවයි, එය හයිඩ්‍රේටේස් ඇල්ඩොලේස් මගින් සැලිසිලික් ඇල්ඩිහයිඩ් සහ පයිරුවේට් බවට කැඩී යයි. කාබනික අම්ල පයිරුවේට් යනු නැප්තලීන් කාබන් ඇටසැකිල්ලෙන් ලබාගත් පළමු C3 සංයෝගය වන අතර එය මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට යොමු කරයි. ඊට අමතරව, NAD+-යැපෙන සැලිසිලල්ඩිහයිඩ් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස් සැලිසිලල්ඩිහයිඩ් සැලිසිලික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කරයි. මෙම අදියරේදී පරිවෘත්තීය නැප්තලීන් හායනයෙහි "ඉහළ මාර්ගය" ලෙස හැඳින්වේ. බොහෝ නැප්තලීන්-හායන බැක්ටීරියා වල මෙම මාර්ගය ඉතා සුලභ වේ. කෙසේ වෙතත්, ව්‍යතිරේක කිහිපයක් තිබේ; උදාහරණයක් ලෙස, තාපජ බැසිලස් හැම්බර්ගි 2 හි, නැප්තලීන් හායනය නැප්තලීන් 2,3-ඩයොක්සිජනේස් මගින් ආරම්භ කර 2,3-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැප්තලීන් සාදයි (Annweiler et al., 2000).
රූපය 3. නැප්තලීන්, මෙතිල්නැප්තලීන්, නැප්තොයික් අම්ලය සහ කාබරිල් හායනය වීමේ මාර්ග. රවුම් කර ඇති සංඛ්‍යා මගින් නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් අනුක්‍රමිකව පසුකාලීන නිෂ්පාදන බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා වගකිව යුතු එන්සයිම නිරූපණය කෙරේ. 1 — නැප්තලීන් ඩයොක්සිජනේස් (NDO); 2, සිස්-ඩයිහයිඩ්‍රොඩියෝල් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්; 3, 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැප්තලීන් ඩයොක්සිජනේස්; 4, 2-හයිඩ්‍රොක්සික්‍රොමින්-2-කාබොක්සිලික් අම්ල අයිසෝමරේස්; 5, ට්‍රාන්ස්-O-හයිඩ්‍රොක්සිබෙන්සයිලයිඩෙනෙපයිරුවේට් හයිඩ්‍රේටේස් ඇල්ඩොලේස්; 6, සැලිසිලල්ඩිහයිඩ් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්; 7, සැලිසිලේට් 1-හයිඩ්‍රොක්සිලේස්; 8, කැටෙකෝල් 2,3-ඩයිඔක්සිජනේස් (C23DO); 9, 2-හයිඩ්‍රොක්සිමුකොනේට් අර්ධ ඇල්ඩිහයිඩිහයිඩ් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්; 10, 2-ඔක්සොපෙන්ට්-4-එනොයිට් හයිඩ්‍රේටේස්; 11, 4-හයිඩ්‍රොක්සි-2-ඔක්සොපෙන්ටනොඒට් ඇල්ඩොලේස්; 12, ඇසිටැල්ඩිහයිඩ් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්; 13, කැටෙකෝල්-1,2-ඩයොක්සිජනේස් (C12DO); 14, මුකොනේට් සයික්ලොයිසෝමරේස්; 15, මුකොනොලැක්ටෝන් ඩෙල්ටා-අයිසෝමරේස්; 16, β-කීටෝඇඩිපැටෙනොලැක්ටෝන් හයිඩ්‍රොලේස්; 17, β-කීටෝඇඩිපේට් සුචිනයිල්-CoA ට්‍රාන්ස්ෆෙරේස්; 18, β-කීටෝඇඩිපේට්-CoA තයෝලේස්; 19, සුචිනයිල්-CoA: ඇසිටිල්-CoA සුචිනයිල්ට්‍රාන්ස්ෆෙරේස්; 20, සැලිසිලේට් 5-හයිඩ්‍රොක්සිලේස්; 21 - ජෙන්ටිසේට් 1,2-ඩයොක්සිජනේස් (GDO); 22, මැලයිල්පිරුවේට් අයිසෝමරේස්; 23, ෆුමරිල්පිරුවේට් හයිඩ්‍රොලේස්; 24, මෙතිල්නැෆ්තලීන් හයිඩ්‍රොක්සිලේස් (NDO); 25, හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල්නැෆ්තලීන් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්; 26, නැප්තල්ඩිහයිඩ් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්; 27, 3-ෆෝමයිල්සැලිසිලික් අම්ල ඔක්සිඩේස්; 28, හයිඩ්‍රොක්සිඅයිසොෆ්තලේට් ඩිකාබොක්සිලේස්; 29, කාබරිල් හයිඩ්‍රොලේස් (CH); 30, 1-නැෆ්තෝල්-2-හයිඩ්‍රොක්සිලේස්.
ජීවියා සහ එහි ජානමය සැකැස්ම මත පදනම්ව, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන සැලිසිලික් අම්ලය සැලිසිලේට් 1-හයිඩ්‍රොක්සිලේස් (S1H) භාවිතා කරන කැටෙකෝල් මාර්ගය හරහා හෝ සැලිසිලේට් 5-හයිඩ්‍රොක්සිලේස් (S5H) භාවිතා කරන ජෙන්ටිසේට් මාර්ගය හරහා තවදුරටත් පරිවෘත්තීය වේ (රූපය 3). සැලිසිලික් අම්ලය නැප්තලීන් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියේ (ඉහළ මාර්ගය) ප්‍රධාන අතරමැදියා වන බැවින්, සැලිසිලික් අම්ලයේ සිට TCA අතරමැදි දක්වා පියවර බොහෝ විට පහළ මාර්ගය ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර, ජාන තනි ඔපෙරෝනයකට සංවිධානය කර ඇත. ඉහළ මාර්ග ඔපෙරෝන් (nah) සහ පහළ මාර්ග ඔපෙරෝන් (sal) හි ජාන පොදු නියාමන සාධක මගින් නියාමනය කරනු ලබන බව දැකීම සාමාන්‍ය දෙයකි; උදාහරණයක් ලෙස, NahR සහ සැලිසිලික් අම්ලය ප්‍රේරක ලෙස ක්‍රියා කරන අතර, ඔපෙරෝන් දෙකටම නැප්තලීන් සම්පූර්ණයෙන්ම පරිවෘත්තීය කිරීමට ඉඩ සලසයි (Phale et al., 2019, 2020).
ඊට අමතරව, කැටෙකෝල් 2,3-ඩයොක්සිජනේස් (C23DO) (යෙන් සහ තවත් අය, 1988) මගින් මෙටා මාර්ගය හරහා 2-හයිඩ්‍රොක්සිමුකොනේට් අර්ධ ඇල්ඩිහයිඩ් බවට චක්‍රීයව කැඩී යන අතර 2-හයිඩ්‍රොක්සිමුකොනේට් අර්ධ ඇල්ඩිහයිඩ් හයිඩ්‍රොලේස් මගින් තවදුරටත් ජල විච්ඡේදනය කර 2-හයිඩ්‍රොක්සිපෙන්ට්-2,4-ඩයොනොයික් අම්ලය සාදයි. 2-හයිඩ්‍රොක්සිපෙන්ට්-2,4-ඩයොනොයික් අම්ලය සාදයි. 2-හයිඩ්‍රොක්සිපෙන්ට්-2,4-ඩයොනොයික් අම්ලය පසුව හයිඩ්‍රේටේස් (2-ඔක්සොපෙන්ට්-4-එනොඒට් හයිඩ්‍රේටේස්) සහ ඇල්ඩොලේස් (4-හයිඩ්‍රොක්සි-2-ඔක්සොපෙන්ටනොඒට් ඇල්ඩොලේස්) මගින් පයිරුවේට් සහ ඇසිටැල්ඩිහයිඩ් බවට පරිවර්තනය කර මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට ඇතුළු වේ (රූපය 3). විකල්පයක් ලෙස, කැටෙකෝල් 1,2-ඔක්සිජනේස් (C12DO) මගින් ඕතෝ මාර්ගය හරහා සිස්, සිස්-මුකොනේට් බවට චක්‍රීයව කැඩී යයි. මුකොනේට් සයික්ලොයිසොමෙරේස්, මුකොනොලැක්ටෝන් අයිසොමෙරේස් සහ β-කීටෝඇඩිපේට්-නොලැක්ටෝන් හයිඩ්‍රොලේස් මගින් සිස්, සිස්-මුකොනේට් 3-ඔක්සොඇඩිපේට් බවට පරිවර්තනය කරන අතර එය සුචිනයිල්-CoA සහ ඇසිටිල්-CoA හරහා මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට ඇතුළු වේ (නොසාකි සහ වෙනත් අය, 1968) (රූපය 3).
ජෙන්ටිසේට් (2,5-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිබෙන්සොයිට්) මාර්ගයේදී, ඇරෝමැටික වළල්ල ජෙන්ටිසේට් 1,2-ඩයොක්සිජනේස් (GDO) මගින් මැලයිල්පයිරුවේට් සෑදීම සඳහා වෙන් කරනු ලැබේ. මෙම නිෂ්පාදනය සෘජුවම පයිරුවේට් සහ මැලේට් බවට ජල විච්ඡේදනය කළ හැකිය, නැතහොත් එය සමාවයවිකකරණය කර ෆුමරයිල්පයිරුවේට් සෑදිය හැකිය, පසුව එය පයිරුවේට් සහ ෆුමරේට් බවට ජල විච්ඡේදනය කළ හැකිය (ලාර්කින් සහ ඩේ, 1986). ජෛව රසායනික සහ ජානමය මට්ටම්වලදී ග්‍රෑම්-ඍණ සහ ග්‍රෑම්-ධනාත්මක බැක්ටීරියා දෙකෙහිම විකල්ප මාර්ගය තෝරා ගැනීම නිරීක්ෂණය කර ඇත (මොරව්ස්කි සහ වෙනත් අය, 1997; වයිට් සහ වෙනත් අය, 1997). ග්‍රෑම්-ඍණ බැක්ටීරියා (සූඩොමොනාස්) සැලිසිලික් අම්ලය භාවිතා කිරීමට කැමැත්තක් දක්වයි, එය නැප්තලීන් පරිවෘත්තීය ප්‍රේරකයක් වන අතර එය සැලිසිලේට් 1-හයිඩ්‍රොක්සිලේස් භාවිතයෙන් කැටෙකෝල් බවට ඩිකාබොක්සිලේට් කරයි (ගිබ්සන් සහ සුබ්‍රමනියන්, 1984). අනෙක් අතට, ග්‍රෑම්-ධනාත්මක බැක්ටීරියා (රෝඩොකොකස්) තුළ, සැලිසිලේට් 5-හයිඩ්‍රොක්සිලේස් සැලිසිලික් අම්ලය ජෙන්ටිසික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කරයි, නමුත් සැලිසිලික් අම්ලය නැප්තලීන් ජාන පිටපත් කිරීම කෙරෙහි ප්‍රේරක බලපෑමක් ඇති නොකරයි (ග්‍රන්ඩ් සහ වෙනත් අය, 1992) (රූපය 3).
Pseudomonas CSV86, Oceanobacterium NCE312, Marinhomonas naphthotrophicus, Sphingomonas paucimobilis 2322, Vibrio cyclotrophus, Pseudomonas fluorescens LP6a, Pseudomonas සහ Mycobacterium විශේෂ වැනි විශේෂ මොනොමෙතිල්නැෆ්තලීන් හෝ ඩයිමෙතිල්නැෆ්තලීන් හායනය කළ හැකි බව වාර්තා වී ඇත (ඩීන්-රේමන්ඩ් සහ බර්තා, 1975; කේන් සහ විලියම්ස්, 1982; මහජාන් සහ වෙනත් අය, 1994; ඩට්ටා සහ වෙනත් අය, 1998; හෙඩ්ලන්ඩ් සහ වෙනත් අය, 1999). ඒවා අතර, Pseudomonas sp. CSV86 හි 1-මෙතිල්නැෆ්තලීන් සහ 2-මෙතිල්නැෆ්තලීන් හායනය කිරීමේ මාර්ගය ජෛව රසායනික සහ එන්සයිම මට්ටම්වලදී පැහැදිලිව අධ්‍යයනය කර ඇත (Mahajan සහ වෙනත් අය, 1994). 1-මෙතිල්නැෆ්තලීන් මාර්ග දෙකක් හරහා පරිවෘත්තීය වේ. පළමුව, ඇරෝමැටික වළල්ල හයිඩ්‍රොක්සිලේටඩ් කර (මෙතිල්නැෆ්තලීන් හි ආදේශ නොකළ වළල්ල) සිස්-1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සි-1,2-ඩයිහයිඩ්‍රෝ-8-මෙතිල්නැෆ්තලීන් සාදයි, එය මෙතිල් සැලිසිලේට් සහ මෙතිල්කැටෙකෝල් බවට තවදුරටත් ඔක්සිකරණය වේ, පසුව මුදු කැඩීමෙන් පසු මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට ඇතුළු වේ (රූපය 3). මෙම මාර්ගය "කාබන් ප්‍රභව මාර්ගය" ලෙස හැඳින්වේ. දෙවන "විෂ ඉවත් කිරීමේ මාර්ගය" තුළ, මෙතිල් කාණ්ඩය NDO මගින් හයිඩ්‍රොක්සිලේටඩ් කර 1-හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල්නැෆ්තලීන් සෑදිය හැකි අතර, එය තවදුරටත් 1-නැෆ්තොයික් අම්ලයට ඔක්සිකරණය කර මළ-අන්ත නිෂ්පාදනයක් ලෙස සංස්කෘතික මාධ්‍යයට බැහැර කරයි. CSV86 වික්‍රියාව එකම කාබන් සහ ශක්ති ප්‍රභවය ලෙස 1- සහ 2-නැෆ්තොයික් අම්ලය මත වර්ධනය වීමට නොහැකි බව අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇති අතර, එහි විෂ ඉවත් කිරීමේ මාර්ගය තහවුරු කරයි (මහාජාන් සහ වෙනත් අය, 1994; බාසු සහ වෙනත් අය, 2003). 2-මෙතිල්නැෆ්තලීන් වලදී, මෙතිල් කාණ්ඩය හයිඩ්‍රොක්සිලේස් මගින් හයිඩ්‍රොක්සයිලේෂණයට භාජනය වී 2-හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල්නැෆ්තලීන් සාදයි. ඊට අමතරව, නැප්තලීන් වළල්ලේ ආදේශ නොකළ වළල්ල ඩයිහයිඩ්‍රොඩියෝල් සාදයි, එය එන්සයිම උත්ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියා මාලාවකින් 4-හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල්කැටෙකෝල් බවට ඔක්සිකරණය වී මෙටා-මුදු බෙදීමේ මාර්ගය හරහා මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට ඇතුළු වේ. ඒ හා සමානව, S. paucimobilis 2322 වාර්තා කර ඇත්තේ NDO භාවිතා කර 2-මෙතිල්නැෆ්තලීන් හයිඩ්‍රොක්සයිලේට් කරන බවයි, එය තවදුරටත් ඔක්සිකරණය වී මෙතිල් සැලිසිලේට් සහ මෙතිල්කැටෙකෝල් සාදයි (Dutta et al., 1998).
නැෆ්තොයික් අම්ල (ආදේශක/ආදේශක නොවන) යනු මෙතිල්නැෆ්තලීන්, ෆීනැන්ත්‍රීන් සහ ඇන්ත්‍රසීන් හායනයේදී සෑදෙන විෂහරණය/ජෛව පරිවර්තනයේ අතුරු නිෂ්පාදන වන අතර වියදම් කළ වගා මාධ්‍යයට මුදා හරිනු ලැබේ. පස හුදකලා ස්ටෙනොට්‍රොෆොමොනාස් මැල්ටොෆිලියා CSV89 කාබන් ප්‍රභවයක් ලෙස 1-නැෆ්තොයික් අම්ලය පරිවෘත්තීය කිරීමට සමත් බව වාර්තා වී ඇත (Phale et al., 1995). පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලිය ආරම්භ වන්නේ ඇරෝමැටික වළල්ලේ ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිලේෂණයෙන් 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සි-8-කාබොක්සිනැෆ්තලීන් සාදයි. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ඩයෝල් 2-හයිඩ්‍රොක්සි-3-කාබොක්සිබෙන්සයිලයිඩෙනෙපයිරුවේට්, 3-ෆෝමයිල්සාලිසිලික් අම්ලය, 2-හයිඩ්‍රොක්සිඅයිසොෆ්තලික් අම්ලය සහ සැලිසිලික් අම්ලය හරහා කැටෙකෝල් වෙත ඔක්සිකරණය වී මෙටා-මුදු බෙදීම් මාර්ගය හරහා මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට ඇතුළු වේ (රූපය 3).
කාබරිල් යනු නැප්තයිල් කාබමේට් පළිබෝධනාශකයකි. 1970 ගණන්වල ඉන්දියාවේ හරිත විප්ලවයේ සිට, රසායනික පොහොර සහ පළිබෝධනාශක භාවිතය කෘෂිකාර්මික නොවන ලක්ෂ්‍ය ප්‍රභවයන්ගෙන් බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් (PAH) විමෝචනය වැඩි කිරීමට හේතු වී ඇත (පිංගලි, 2012; දුට්ටගුප්ත සහ තවත් අය, 2020). ඉන්දියාවේ මුළු වගා බිම් වලින් ඇස්තමේන්තුගත 55% (හෙක්ටයාර 85,722,000) රසායනික පළිබෝධනාශක සමඟ ප්‍රතිකාර කරනු ලැබේ. පසුගිය වසර පහ තුළ (2015–2020), ඉන්දියානු කෘෂිකර්ම අංශය වාර්ෂිකව සාමාන්‍යයෙන් ටොන් 55,000 සිට 60,000 දක්වා පළිබෝධනාශක භාවිතා කර ඇත (සමුපකාර හා ගොවි සුභසාධන දෙපාර්තමේන්තුව, කෘෂිකර්ම අමාත්‍යාංශය, ඉන්දියානු රජය, අගෝස්තු 2020). උතුරු සහ මධ්‍යම ගංගා නිම්නවල (ඉහළම ජනගහනය සහ ජනගහන ඝනත්වය ඇති ප්‍රාන්ත), බෝග සඳහා පළිබෝධනාශක භාවිතය බහුලව දක්නට ලැබෙන අතර, කෘමිනාශක ප්‍රමුඛ වේ. කාබරිල් (1-නැෆ්තයිල්-එන්-මෙතිල්කාබමේට්) යනු පුළුල් වර්ණාවලීක්ෂයක් සහිත, මධ්‍යස්ථ සිට ඉතා විෂ සහිත කාබමේට් කෘමිනාශකයක් වන අතර එය ඉන්දියානු කෘෂිකර්මාන්තයේ සාමාන්‍යයෙන් ටොන් 100–110 ක අනුපාතයකින් භාවිතා කරයි. එය සාමාන්‍යයෙන් සෙවින් යන වෙළඳ නාමය යටතේ අලෙවි කරන අතර විවිධ භෝග (ඉරිඟු, සෝයා බෝංචි, කපු, පලතුරු සහ එළවළු) වලට බලපාන කෘමීන් (කුඩිත්තන්, ගිනි කුහුඹුවන්, මැක්කන්, මයිටාවන්, මකුළුවන් සහ තවත් බොහෝ එළිමහන් පළිබෝධකයන්) පාලනය කිරීමට භාවිතා කරයි. සූඩෝමොනාස් (NCIB 12042, 12043, C4, C5, C6, C7, සූඩෝමොනාස් පුටිඩා XWY-1), රොඩොකොකස් (NCIB 12038), ස්පින්ගොබැක්ටීරියම් spp. (CF06), බර්කොල්ඩේරියා (C3), මයික්‍රොකොකස් සහ ආත්‍රොබැක්ටර් වැනි සමහර ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් ද අනෙකුත් පළිබෝධකයන් පාලනය කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය. RC100 මගින් කාබරිල් හායනය කළ හැකි බව වාර්තා වී ඇත (Larkin and Day, 1986; Chapalamadugu and Chaudhry, 1991; Hayatsu et al., 1999; Swetha and Phale, 2005; Trivedi et al., 2017). Pseudomonas sp. Strains C4, C5 සහ C6 (Swetha and Phale, 2005; Trivedi et al., 2016) හි පස හුදකලා වල ජෛව රසායනික, එන්සයිම සහ ජානමය මට්ටම් වලදී කාබරිල් හි පිරිහීමේ මාර්ගය පුළුල් ලෙස අධ්‍යයනය කර ඇත (රූපය 3). පරිවෘත්තීය මාර්ගය ආරම්භ වන්නේ කාබරිල් හයිඩ්‍රොලේස් (CH) මගින් එස්ටර බන්ධනය ජල විච්ඡේදනයෙන් 1-නැෆ්තෝල්, මෙතිලමයින් සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සෑදීමෙනි. ඉන්පසු 1-නැෆ්තෝල්, 1-නැෆ්තෝල් හයිඩ්‍රොක්සිලේස් (1-NH) මගින් 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් බවට පරිවර්තනය කරනු ලබන අතර, එය සැලිසිලේට් සහ ජෙන්ටිසේට් හරහා මධ්‍යම කාබන් මාර්ගය හරහා තවදුරටත් පරිවෘත්තීය වේ. සමහර කාබරිල්-හායන බැක්ටීරියා කැටෙකෝල් ඕතෝ වළල්ලේ බෙදීම හරහා එය සැලිසිලික් අම්ලයට පරිවෘත්තීය කරන බව වාර්තා වී ඇත (ලාර්කින් සහ ඩේ, 1986; චපලමඩුගු සහ චෞද්‍රි, 1991). සැලකිය යුතු ලෙස, නැප්තලීන්-හායන බැක්ටීරියා ප්‍රධාන වශයෙන් කැටෙකෝල් හරහා සැලිසිලික් අම්ලය පරිවෘත්තීය කරන අතර, කාබරිල්-හායන බැක්ටීරියා ජෙන්ටිසේට් මාර්ගය හරහා සැලිසිලික් අම්ලය පරිවෘත්තීය කිරීමට කැමැත්තක් දක්වයි.
නැප්තලීන්සල්ෆොනික් අම්ලය/ඩයිසල්ෆොනික් අම්ලය සහ නැප්තයිලමයින්සල්ෆොනික් අම්ල ව්‍යුත්පන්නයන් අසෝ ඩයි වර්ග, තෙත් කිරීමේ කාරක, විසරණ ආදිය නිෂ්පාදනය කිරීමේදී අතරමැදි ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. මෙම සංයෝග මිනිසුන්ට අඩු විෂ සහිත වුවද, සයිටොටොක්සිසිටි තක්සේරු කිරීම්වලින් පෙන්නුම් කර ඇත්තේ ඒවා මාළු, ඩැෆ්නියා සහ ඇල්ගී වලට මාරාන්තික බවයි (ග්‍රීම් සහ වෙනත් අය, 1994). සූඩොමොනාස් (වික්‍රියා A3, C22) ගණයේ නියෝජිතයන් සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩය අඩංගු ඇරෝමැටික වළල්ලේ ද්විත්ව හයිඩ්‍රොක්සයිලේෂන් මගින් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලිය ආරම්භ කර ඩයිහයිඩ්‍රොඩියෝල් සාදන බව වාර්තා වී ඇති අතර, එය සල්ෆයිට් කාණ්ඩයේ ස්වයංසිද්ධ බෙදීමෙන් 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් බවට තවදුරටත් පරිවර්තනය වේ (බ්‍රිලෝන් සහ වෙනත් අය, 1981). ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් සම්භාව්‍ය නැප්තලීන් මාර්ගය හරහා, එනම්, කැටෙකෝල් හෝ ජෙන්ටිසේට් මාර්ගය හරහා කැටබොලයිස් කරනු ලැබේ (රූපය 4). අනුපූරක කැටබොලික් මාර්ග සහිත මිශ්‍ර බැක්ටීරියා සංසදයක් මගින් ඇමයිනොනැෆ්තලීන් සල්ෆොනික් අම්ලය සහ හයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් සල්ෆොනික් අම්ලය සම්පූර්ණයෙන්ම හායනය කළ හැකි බව පෙන්වා දී ඇත (නෝර්ටෙමන් සහ වෙනත් අය, 1986). සංසදයේ එක් සාමාජිකයෙකු ඇමයිනොනැෆ්තලීන් සල්ෆොනික් අම්ලය හෝ හයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් සල්ෆොනික් අම්ලය 1,2-ඩයෝඔක්සිජනීකරණය මගින් සල්ෆරීකරණය කරන බව පෙන්වා දී ඇති අතර, ඇමයිනොසැලිසිලේට් හෝ හයිඩ්‍රොක්සිසැලිසිලේට් මළ-අන්ත පරිවෘත්තීය ද්‍රව්‍යයක් ලෙස සංස්කෘතික මාධ්‍යයට මුදා හරින අතර පසුව සංසදයේ අනෙකුත් සාමාජිකයින් විසින් එය ලබා ගනී. නැෆ්තලීන් සල්ෆොනික් අම්ලය සාපේක්ෂව ධ්‍රැවීය නමුත් දුර්වල ලෙස ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි අතර එබැවින් විවිධ මාර්ග හරහා පරිවෘත්තීය කළ හැකිය. ඇරෝමැටික වළල්ලේ සහ සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩයේ රෙජියෝසෙලෙක්ටිව් ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිලේෂන් අතරතුර පළමු ඩිසල්ෆරීකරණය සිදු වේ; දෙවන ඩෙසල්ෆරීකරණය සිදුවන්නේ සැලිසිලික් අම්ලය 5-හයිඩ්‍රොක්සිලේස් මගින් 5-සල්ෆොසැලිසිලික් අම්ලය හයිඩ්‍රොක්සයිලේෂණය කිරීමෙන් ජෙන්ටිසික් අම්ලය සාදමින් මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට ඇතුළු වන විටය (බ්‍රිලෝන් සහ වෙනත් අය, 1981) (රූපය 4). නැප්තලීන් හායනය සඳහා වගකිව යුතු එන්සයිම නැප්තලීන් සල්ෆොනේට් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට ද වගකිව යුතුය (බ්‍රිලෝන් සහ වෙනත් අය, 1981; කෙක් සහ වෙනත් අය, 2006).
රූපය 4. නැප්තලීන් සල්ෆොනේට් හායනය සඳහා පරිවෘත්තීය මාර්ග. කවයන් තුළ ඇති සංඛ්‍යා නැප්තයිල් සල්ෆොනේට් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට වගකිව යුතු එන්සයිම නියෝජනය කරයි, රූපය 3 හි විස්තර කර ඇති එන්සයිම වලට සමාන/සමාන වේ.
අඩු අණුක බර PAHs (LMW-PAHs) අඩු කළ හැකි, ජලභීතික සහ දුර්වල ලෙස ද්‍රාව්‍ය වන අතර එම නිසා ස්වාභාවික බිඳවැටීමට/පිරිහීමට ගොදුරු නොවේ. කෙසේ වෙතත්, වායුගෝලීය ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ට අණුක ඔක්සිජන් (O2) අවශෝෂණය කිරීමෙන් එය ඔක්සිකරණය කිරීමට හැකි වේ. මෙම එන්සයිම ප්‍රධාන වශයෙන් ඔක්සිඩෝරෙඩක්ටේස් කාණ්ඩයට අයත් වන අතර ඇරෝමැටික වළලු හයිඩ්‍රොක්සිලේෂන් (මොනෝ- හෝ ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිලේෂන්), විජලනය සහ ඇරෝමැටික වළලු කැඩීම වැනි විවිධ ප්‍රතික්‍රියා සිදු කළ හැකිය. මෙම ප්‍රතික්‍රියා වලින් ලබා ගන්නා නිෂ්පාදන ඉහළ ඔක්සිකරණ තත්වයක පවතින අතර මධ්‍යම කාබන් මාර්ගය හරහා වඩාත් පහසුවෙන් පරිවෘත්තීය වේ (Phale et al., 2020). හායන මාර්ගයේ එන්සයිම ප්‍රේරණය කළ නොහැකි බව වාර්තා වී ඇත. ග්ලූකෝස් හෝ කාබනික අම්ල වැනි සරල කාබන් ප්‍රභවයන් මත සෛල වගා කරන විට මෙම එන්සයිමවල ක්‍රියාකාරිත්වය ඉතා අඩු හෝ නොසැලකිය හැකිය. නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නවල පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ විවිධ එන්සයිම (ඔක්සිජනේස්, හයිඩ්‍රොලේස්, ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්, ඔක්සිඩේස්, ආදිය) වගුව සාරාංශ කරයි.
වගුව 3. නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් හායනය වීමට වගකිව යුතු එන්සයිමවල ජෛව රසායනික ලක්ෂණ.
විකිරණශීලී සමස්ථානික අධ්‍යයනයන් (18O2) පෙන්වා දී ඇත්තේ ඔක්සිජන්සේස් මගින් අණුක O2 ඇරෝමැටික වළලුවලට ඇතුළත් කිරීම සංයෝගයක තවදුරටත් ජෛව හායනය සක්‍රීය කිරීමේ වැදගත්ම පියවර බවයි (හයායිෂි සහ වෙනත් අය, 1955; මේසන් සහ වෙනත් අය, 1955). අණුක ඔක්සිජන් (O2) සිට එක් ඔක්සිජන් පරමාණුවක් (O) උපස්ථරයට ඇතුළත් කිරීම අන්තරාසර්ග හෝ බාහිර මොනොඔක්සිජනේස් (හයිඩ්‍රොක්සිලේස් ලෙසද හැඳින්වේ) මගින් ආරම්භ වේ. තවත් ඔක්සිජන් පරමාණුවක් ජලයට අඩු කරනු ලැබේ. බාහිර මොනොඔක්සිජනේස් NADH හෝ NADPH සමඟ ෆ්ලේවින් අඩු කරන අතර, එන්ඩොමොනොඔක්සිජනේස් වලදී ෆ්ලේවින් උපස්ථරය මගින් අඩු කරනු ලැබේ. හයිඩ්‍රොක්සයිලේෂන් පිහිටීම නිෂ්පාදන සෑදීමේදී විවිධත්වයක් ඇති කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, සැලිසිලේට් 1-හයිඩ්‍රොක්සිලේස් හයිඩ්‍රොක්සිලේට් සැලිසිලික් අම්ලය C1 ස්ථානයේ දී කැටෙකෝල් සාදයි. අනෙක් අතට, බහු සංරචක සැලිසිලේට් 5-හයිඩ්‍රොක්සිලේස් (රිඩක්ටේස්, ෆෙරෙඩොක්සින් සහ ඔක්සිජන්ස් උප ඒකක අඩංගු) C5 ස්ථානයේ දී සැලිසිලික් අම්ලය හයිඩ්‍රොක්සිලේට් කර ජෙන්ටිසික් අම්ලය සාදයි (යමමොටෝ සහ වෙනත් අය, 1965).
ඩයොක්සිජනේස් උපස්ථරයට O2 පරමාණු දෙකක් ඇතුළත් කරයි. සාදන ලද නිෂ්පාදන මත පදනම්ව, ඒවා වළලු හයිඩ්‍රොක්සිලේටින් ඩයොක්සිජනේස් සහ වළලු ක්ලීවින් ඩයොක්සිජනේස් ලෙස බෙදා ඇත. වළලු හයිඩ්‍රොක්සිලේටින් ඩයොක්සිජනේස් ඇරෝමැටික උපස්ථර සිස්-ඩයිහයිඩ්‍රොඩයෝල් (උදා: නැප්තලීන්) බවට පරිවර්තනය කරන අතර බැක්ටීරියා අතර බහුලව දක්නට ලැබේ. අද වන විට, වළලු හයිඩ්‍රොක්සිලේටින් ඩයොක්සිජනේස් අඩංගු ජීවීන් විවිධ ඇරෝමැටික කාබන් ප්‍රභවයන් මත වර්ධනය වීමට සමත් බව පෙන්වා දී ඇති අතර, මෙම එන්සයිම NDO (නැප්තලීන්), ටොලුයින් ඩයොක්සිජනේස් (TDO, ටොලුයින්) සහ බයිෆීනයිල් ඩයොක්සිජනේස් (BPDO, බයිෆීනයිල්) ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇත. NDO සහ BPDO යන දෙකටම විවිධ බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (ටොලුයින්, නයිට්‍රොටොලුයින්, සයිලීන්, එතිල්බෙන්සීන්, නැප්තලීන්, බයිෆීනයිල්, ෆ්ලෝරීන්, ඉන්ඩෝල්, මෙතිල්නැප්තලීන්, නැප්තලීන්සල්ෆොනේට්, ෆීනන්ත්‍රීන්, ඇන්ත්‍රසීන්, ඇසිටොෆීනෝන්, ආදිය) ද්විත්ව ඔක්සිකරණය සහ පැති දාම හයිඩ්‍රොක්සිලේෂන් උත්ප්‍රේරණය කළ හැකිය (බොයිඩ් සහ ෂෙල්ඩ්‍රේක්, 1998; ෆේල් සහ වෙනත් අය, 2020). NDO යනු ඔක්සිඩෝරෙඩක්ටේස්, ෆෙරෙඩොක්සින් සහ ක්‍රියාකාරී අඩවි අඩංගු ඔක්සිජන්ස් සංරචකයකින් සමන්විත බහු සංරචක පද්ධතියකි (ගිබ්සන් සහ සුබ්‍රමනියන්, 1984; රෙස්නික් සහ වෙනත් අය, 1996). NDO හි උත්ප්‍රේරක ඒකකය α3β3 වින්‍යාසයකින් සකස් කර ඇති විශාල α උප ඒකකයක් සහ කුඩා β උප ඒකකයකින් සමන්විත වේ. NDO විශාල ඔක්සිජන්සේස් පවුලකට අයත් වන අතර එහි α-උප ඒකකයේ Rieske අඩවියක් [2Fe-2S] සහ ඒක න්‍යෂ්ටික නොවන heme යකඩ අඩංගු වන අතර එය NDO හි උපස්ථර නිශ්චිතතාව තීරණය කරයි (Parales et al., 1998). සාමාන්‍යයෙන්, එක් උත්ප්‍රේරක චක්‍රයකදී, පිරිඩීන් නියුක්ලියෝටයිඩයේ අඩු කිරීමේ ඉලෙක්ට්‍රෝන දෙකක් reductase, ferredoxin සහ Rieske අඩවියක් හරහා ක්‍රියාකාරී ස්ථානයේ Fe(II) අයනයට මාරු කරනු ලැබේ. අඩු කිරීමේ සමානතා උපස්ථර ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිලේෂන් සඳහා පූර්ව අවශ්‍යතාවයක් වන අණුක ඔක්සිජන් සක්‍රීය කරයි (Ferraro et al., 2005). අද වන විට, විවිධ වික්‍රියා වලින් පිරිසිදු කර විස්තරාත්මකව සංලක්ෂිත කර ඇති අතර නැප්තලීන් හායනයට සම්බන්ධ මාර්ගවල ජානමය පාලනය විස්තරාත්මකව අධ්‍යයනය කර ඇත (Resnick et al., 1996; Parales et al., 1998; Karlsson et al., 2003). මුදු-කැපෙන ඩයොක්සිජනේස් (එන්ඩෝ- හෝ ඕතෝ-මුදු-කැපෙන එන්සයිම සහ එක්සෝඩියෝල්- හෝ මෙටා-මුදු-කැපෙන එන්සයිම) හයිඩ්‍රොක්සිලේටඩ් ඇරෝමැටික සංයෝග මත ක්‍රියා කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, ඕතෝ-කැපෙන ඩයොක්සිජනේස් කැටෙකෝල්-1,2-ඩයොක්සිජනේස් වන අතර, මෙටා-කැපෙන ඩයොක්සිජනේස් කැටෙකෝල්-2,3-ඩයොක්සිජනේස් වේ (කොජිමා සහ වෙනත් අය, 1961; නොසාකි සහ වෙනත් අය, 1968). විවිධ ඔක්සිජන් වලට අමතරව, ඇරෝමැටික ඩයිහයිඩ්‍රොඩියෝල්, මධ්‍යසාර සහ ඇල්ඩිහයිඩ විජලනය කිරීම සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතිග්‍රාහක ලෙස NAD+/NADP+ භාවිතා කිරීම සඳහා වගකිව යුතු විවිධ ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස් ද ඇත, ඒවා පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ වන වැදගත් එන්සයිම කිහිපයකි (ගිබ්සන් සහ සුබ්‍රමනියන්, 1984; ෂෝ සහ හරයාමා, 1990; ෆාල් සහ වෙනත් අය, 2020).
හයිඩ්‍රොලේස් (එස්ටරේස්, ඇමයිඩේස්) වැනි එන්සයිම යනු සහසංයුජ බන්ධන කැඩීමට සහ පුළුල් උපස්ථර නිශ්චිතතාවයක් පෙන්නුම් කිරීමට ජලය භාවිතා කරන එන්සයිම වල දෙවන වැදගත් පන්තියකි. කාබරිල් හයිඩ්‍රොලේස් සහ අනෙකුත් හයිඩ්‍රොලේස් ග්‍රෑම්-ඍණ බැක්ටීරියා සාමාජිකයින් තුළ පෙරිප්ලාස්මයේ (ට්‍රාන්ස්මෙම්බ්‍රේන්) සංරචක ලෙස සැලකේ (Kamini et al., 2018). කාබරිල් ඇමයිඩ් සහ එස්ටර සම්බන්ධතාවයක් යන දෙකම ඇත; එබැවින්, එය එස්ටරේස් හෝ ඇමයිඩේස් මගින් ජල විච්ඡේදනය කර 1-නැෆ්තෝල් සෑදිය හැකිය. රයිසෝබියම් රයිසෝබියම් වික්‍රියා AC10023 හි කාබරිල් සහ ආත්‍රෝබැක්ටර් වික්‍රියා RC100 පිළිවෙලින් එස්ටරේස් සහ ඇමයිඩේස් ලෙස ක්‍රියා කරන බව වාර්තා වී ඇත. ආර්ත්‍රෝබැක්ටර් වික්‍රියා RC100 හි කාබරිල් ද ඇමයිඩේස් ලෙස ක්‍රියා කරයි. RC100 මගින් කාබරිල්, මෙතොමයිල්, මෙෆෙනමික් අම්ලය සහ XMC වැනි N-මෙතිල්කාබමේට් පන්තියේ කෘමිනාශක හතරක් ජල විච්ඡේදනය කරන බව පෙන්වා දී ඇත (හයාට්සු සහ වෙනත් අය, 2001). සූඩෝමොනාස් sp. C5pp හි CH, කාබරිල් (100% ක්‍රියාකාරිත්වය) සහ 1-නැෆ්තයිල් ඇසිටේට් (36% ක්‍රියාකාරිත්වය) මත ක්‍රියා කළ හැකි නමුත් 1-නැෆ්තයිලැසෙටමයිඩ් මත ක්‍රියා නොකරන බව වාර්තා විය, එය එස්ටරේස් බව පෙන්නුම් කරයි (ට්‍රිවේදි සහ වෙනත් අය, 2016).
ජෛව රසායනික අධ්‍යයනයන්, එන්සයිම නියාමන රටා සහ ජාන විශ්ලේෂණයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ නැප්තලීන් හායන ජාන ප්‍රේරක නියාමන ඒකක දෙකකින් හෝ “ඔපෙරෝන” වලින් සමන්විත බවයි: නා (“ඉහළට යන මාර්ගය”, නැප්තලීන් සැලිසිලික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කිරීම) සහ සැල් (“පහළට යන මාර්ගය”, කැටෙකෝල් හරහා සැලිසිලික් අම්ලය මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට පරිවර්තනය කිරීම). සැලිසිලික් අම්ලය සහ එහි ප්‍රතිසමයන් ප්‍රේරක ලෙස ක්‍රියා කළ හැකිය (ෂම්සුසාමන් සහ බාන්ස්ලි, 1974). ග්ලූකෝස් හෝ කාබනික අම්ල ඉදිරියේ, ඔපෙරෝනය මර්දනය කෙරේ. රූපය 5 නැප්තලීන් හායනයෙහි සම්පූර්ණ ජානමය සංවිධානය පෙන්වයි (ඔපෙරෝන් ආකාරයෙන්). නා ජානයේ (ndo/pah/dox) නම් කරන ලද ප්‍රභේද/ආකාර කිහිපයක් විස්තර කර ඇති අතර සියලුම සූඩෝමොනාස් විශේෂ අතර ඉහළ අනුක්‍රමික සමජාතීයතාවයක් (90%) ඇති බව සොයාගෙන ඇත (අබ්බාසියන් සහ වෙනත් අය, 2016). නැප්තලීන් උඩුගං බලා යන මාර්ගයේ ජාන සාමාන්‍යයෙන් රූප සටහන 5A හි පෙන්වා ඇති පරිදි එකඟතා අනුපිළිවෙලකට සකස් කර ඇත. තවත් ජානයක් වන nahQ, නැප්තලීන් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ වන බවට වාර්තා වූ අතර එය සාමාන්‍යයෙන් nahC සහ nahE අතර පිහිටා තිබුණි, නමුත් එහි සැබෑ ක්‍රියාකාරිත්වය තවමත් පැහැදිලි කර නොමැත. ඒ හා සමානව, නැප්තලීන්-සංවේදී කෙමොටැක්සිස් සඳහා වගකිව යුතු nahY ජානය, සමහර සාමාජිකයින් තුළ nah operon හි දුරස්ථ කෙළවරේ දක්නට ලැබුණි. Ralstonia sp. හි, ග්ලූටතයෝන් S-transferase (gsh) කේතනය කරන U2 ජානය nahAa සහ nahAb අතර පිහිටා ඇති බව සොයා ගන්නා ලදී, නමුත් නැප්තලීන් භාවිතයේ ලක්ෂණ වලට බලපා නැත (Zylstra et al., 1997).
රූපය 5. බැක්ටීරියා විශේෂ අතර නැප්තලීන් හායනය අතරතුර නිරීක්ෂණය කරන ලද ජානමය සංවිධානය සහ විවිධත්වය; (A) ඉහළ නැප්තලීන් මාර්ගය, නැප්තලීන් සැලිසිලික් අම්ලය බවට පරිවෘත්තීය කිරීම; (B) පහළ නැප්තලීන් මාර්ගය, කැටෙකෝල් හරහා මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට සැලිසිලික් අම්ලය; (C) ජෙන්ටිසේට් හරහා මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයට සැලිසිලික් අම්ලය.
"පහළ මාර්ගය" (sal operon) සාමාන්‍යයෙන් nahGTHINLMOKJ වලින් සමන්විත වන අතර කැටෙකෝල් මෙටරින් ක්ලීවේජ් මාර්ගය හරහා සැලිසිලේට් පයිරුවේට් සහ ඇසිටැල්ඩිහයිඩ් බවට පරිවර්තනය කරයි. nahG ජානය (සැලිසිලේට් හයිඩ්‍රොක්සිලේස් කේතනය කිරීම) ඔපෙරෝනයේ සමීප කෙළවරේ සංරක්ෂණය කර ඇති බව සොයා ගන්නා ලදී (රූපය 5B). අනෙකුත් නැප්තලීන්-හායන වික්‍රියා සමඟ සසඳන විට, P. putida CSV86 හි nah සහ sal operons ටැන්ඩම් සහ ඉතා සමීපව සම්බන්ධ වේ (7.5 kb පමණ). Ralstonia sp. U2, Polaromonas naphthalenivorans CJ2, සහ P. putida AK5 වැනි සමහර ග්‍රෑම්-ඍණ බැක්ටීරියා වල, නැප්තලීන් ජෙන්ටිසේට් මාර්ගය හරහා මධ්‍යම කාබන් පරිවෘත්තීය ද්‍රව්‍යයක් ලෙස පරිවෘත්තීය වේ (sgp/nag operon ආකාරයෙන්). ජාන කැසට් එක සාමාන්‍යයෙන් nagAaGHAbAcAdBFCQEDJI ආකාරයෙන් නිරූපණය වන අතර, එහිදී nagR (LysR වර්ගයේ නියාමකයක් කේතනය කිරීම) ඉහළ කෙළවරේ පිහිටා ඇත (රූපය 5C).
කාබරිල් මධ්‍යම කාබන් චක්‍රයට ඇතුළු වන්නේ 1-නැෆ්තෝල්, 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන්, සැලිසිලික් අම්ලය සහ ජෙන්ටිසික් අම්ලයේ පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලිය හරහාය (රූපය 3). ජානමය සහ පරිවෘත්තීය අධ්‍යයනයන් මත පදනම්ව, මෙම මාර්ගය "ඉහළට" (කාබරිල් සැලිසිලික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කිරීම), "මැද" (සැලිසිලික් අම්ලය ජෙන්ටිසික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කිරීම) සහ "පහළට" (ජෙන්ටිසික් අම්ලය මධ්‍යම කාබන් මාර්ග අතරමැදි බවට පරිවර්තනය කිරීම) ලෙස බෙදීමට යෝජනා කර ඇත (සිං සහ වෙනත් අය, 2013). C5pp (supercontig A, 76.3 kb) හි ජානමය විශ්ලේෂණයෙන් හෙළි වූයේ mcbACBDEF ජානය කාබරිල් සැලිසිලික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කිරීමේදී සම්බන්ධ වන බවත්, පසුව සැලිසිලික් අම්ලය ජෙන්ටිසික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කිරීමේදී mcbIJKL සහ ජෙන්ටිසික් අම්ලය මධ්‍යම කාබන් අතරමැදි බවට පරිවර්තනය කිරීමේදී mcbOQP සම්බන්ධ වන බවත්ය (fumarate සහ pyruvate, Trivedi et al., 2016) (රූපය 6).
ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (නැප්තලීන් සහ සැලිසිලික් අම්ලය ඇතුළුව) හායනයට සම්බන්ධ එන්සයිම අනුරූප සංයෝග මගින් ප්‍රේරණය කළ හැකි අතර ග්ලූකෝස් හෝ කාබනික අම්ල වැනි සරල කාබන් ප්‍රභවයන් මගින් නිෂේධනය කළ හැකි බව වාර්තා වී ඇත (Shingler, 2003; Phale et al., 2019, 2020). නැප්තලීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන්ගේ විවිධ පරිවෘත්තීය මාර්ග අතර, නැප්තලීන් සහ කාබරිල් වල නියාමන ලක්ෂණ යම් දුරකට අධ්‍යයනය කර ඇත. නැප්තලීන් සඳහා, ඉහළට සහ පහළට යන මාර්ග දෙකෙහිම ජාන නියාමනය කරනු ලබන්නේ LysR වර්ගයේ ට්‍රාන්ස්-ක්‍රියාකාරී ධනාත්මක නියාමකයෙකු වන NahR විසිනි. සැලිසිලික් අම්ලය මගින් නා ජානය ප්‍රේරණය කිරීම සහ එහි පසුකාලීන ඉහළ මට්ටමේ ප්‍රකාශනය සඳහා එය අවශ්‍ය වේ (යෙන් සහ ගුන්සාලස්, 1982). තවද, නැප්තලීන් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියේදී ජාන පිටපත් කිරීමේ සක්‍රිය කිරීම සඳහා ඒකාබද්ධ ධාරක සාධකය (IHF) සහ XylR (සිග්මා 54-යැපෙන පිටපත් කිරීමේ නියාමකය) ද ඉතා වැදගත් බව අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත (Ramos et al., 1997). අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ කැටෙකෝල් මෙටා-මුදු විවෘත කිරීමේ මාර්ගයේ එන්සයිම, එනම් කැටෙකෝල් 2,3-ඩයොක්සිජන්ස්, නැප්තලීන් සහ/හෝ සැලිසිලික් අම්ලය ඉදිරියේ ප්‍රේරණය වන බවයි (බාසු සහ වෙනත් අය, 2006). අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ කැටෙකෝල් ඕතෝ-මුදු විවෘත කිරීමේ මාර්ගයේ එන්සයිම, එනම් කැටෙකෝල් 1,2-ඩයොක්සිජන්ස්, බෙන්සොයික් අම්ලය සහ සිස්, සිස්-මුකොනේට් ඉදිරියේ ප්‍රේරණය වන බවයි (පාර්සෙක් සහ වෙනත් අය, 1994; ටෝවර් සහ වෙනත් අය, 2001).
C5pp වික්‍රියාවේදී, mcbG, mcbH, mcbN, mcbR සහ mcbS යන ජාන පහක්, කාබරිල් පරිහානිය පාලනය කිරීම සඳහා වගකිව යුතු පිටපත් කිරීමේ නියාමකයින්ගේ LysR/TetR පවුලට අයත් නියාමකයින් සංකේතනය කරයි. බර්කොල්ඩේරියා RP00725 හි ෆීනැන්ත්‍රීන් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ වන LysR-වර්ගයේ නියාමක PhnS (58% ඇමයිනෝ අම්ල අනන්‍යතාවය) සමඟ mcbG සමජාතීය ජානය වඩාත් සමීපව සම්බන්ධ වී ඇති බව සොයා ගන්නා ලදී (ට්‍රයිවේඩි සහ වෙනත් අය, 2016). mcbH ජානය අතරමැදි මාර්ගයට (සැලිසිලික් අම්ලය ජෙන්ටිසික් අම්ලය බවට පරිවර්තනය කිරීම) සම්බන්ධ වී ඇති බව සොයා ගන්නා ලද අතර එය Pseudomonas සහ Burkholderia හි LysR-වර්ගයේ පිටපත් කිරීමේ නියාමක NagR/DntR/NahR ට අයත් වේ. මෙම පවුලේ සාමාජිකයින්ට හායන ජාන ප්‍රේරණය සඳහා නිශ්චිත ඵලදායි අණුවක් ලෙස සැලිසිලික් අම්ලය හඳුනා ගැනීමට වාර්තා විය. අනෙක් අතට, LysR සහ TetR වර්ගයේ පිටපත් කිරීමේ නියාමකයින්ට අයත් mcbN, mcbR සහ mcbS යන ජාන තුනක් පහළට ගමන් කරන මාර්ගයේදී (ජෙන්ටිසේට්-මධ්‍යම කාබන් මාර්ග පරිවෘත්තීය) හඳුනා ගන්නා ලදී.
ප්‍රොකැරියෝට් වල, ප්ලාස්මිඩ්, ට්‍රාන්ස්පෝසන්, ප්‍රොෆේජ්, ජෙනෝමික් දූපත් සහ ඒකාබද්ධ සංයෝජක මූලද්‍රව්‍ය (ICE) හරහා තිරස් ජාන හුවමාරු ක්‍රියාවලීන් (අත්පත් කර ගැනීම, හුවමාරු කිරීම හෝ මාරු කිරීම) බැක්ටීරියා ජෙනෝමවල ප්ලාස්ටික් බව සඳහා ප්‍රධාන හේතු වන අතර එය නිශ්චිත කාර්යයන්/ලක්ෂණ ලබා ගැනීමට හෝ නැතිවීමට හේතු වේ. එය බැක්ටීරියා විවිධ පාරිසරික තත්ත්වයන්ට වේගයෙන් අනුවර්තනය වීමට ඉඩ සලසයි, ඇරෝමැටික සංයෝග පිරිහීම වැනි ධාරකයට විභව අනුවර්තන පරිවෘත්තීය වාසි ලබා දෙයි. පරිවෘත්තීය වෙනස්කම් බොහෝ විට සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ පිරිහීමේ ඔපෙරෝන, ඒවායේ නියාමන යාන්ත්‍රණ සහ එන්සයිම නිශ්චිතතාවන් සියුම් ලෙස සකස් කිරීම හරහා වන අතර එමඟින් පුළුල් පරාසයක ඇරෝමැටික සංයෝග පිරිහීමට පහසුකම් සපයයි (Nojiri et al., 2004; Phale et al., 2019, 2020). නැප්තලීන් හායනය සඳහා වන ජාන කැසට්, ප්ලාස්මිඩ් (සංයෝජක සහ සංයෝජක නොවන), ට්‍රාන්ස්පෝසන්, ජෙනෝම, ICE සහ විවිධ බැක්ටීරියා විශේෂවල සංයෝජන වැනි විවිධ ජංගම මූලද්‍රව්‍ය මත පිහිටා ඇති බව සොයාගෙන ඇත (රූපය 5). Pseudomonas G7 හි, ප්ලාස්මිඩ් NAH7 හි nah සහ sal ඔපෙරෝන එකම දිශානතියකින් පිටපත් කර ඇති අතර දෝෂ සහිත ට්‍රාන්ස්පෝසෝනයක කොටසක් වන අතර එයට බලමුලු ගැන්වීම සඳහා Tn4653 ට්‍රාන්ස්පෝසේස් අවශ්‍ය වේ (Sota et al., 2006). Pseudomonas වික්‍රියාව NCIB9816-4 හි, ජානය සංයෝජක ප්ලාස්මිඩ් pDTG1 මත ඔපෙරෝන දෙකක් ලෙස (ආසන්න වශයෙන් 15 kb දුරින්) ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට පිටපත් කරන ලදී (Dennis සහ Zylstra, 2004). Pseudomonas putida වික්‍රියාව AK5 හි, සංයෝජක නොවන ප්ලාස්මිඩ් pAK5, ජෙන්ටිසේට් මාර්ගය හරහා නැප්තලීන් හායනය සඳහා වගකිව යුතු එන්සයිමය සංකේතනය කරයි (Izmalkova et al., 2013). Pseudomonas strain PMD-1 හි, nah operon වර්ණදේහය මත පිහිටා ඇති අතර, sal operon සංයෝජන ප්ලාස්මිඩ් pMWD-1 මත පිහිටා ඇත (Zuniga et al., 1981). කෙසේ වෙතත්, Pseudomonas stutzeri AN10 හි, සියලුම නැප්තලීන් පිරිහීමේ ජාන (nah සහ sal operons) වර්ණදේහය මත පිහිටා ඇති අතර ඒවා අනුමාන වශයෙන් සංක්‍රමණය, නැවත එකතු කිරීම සහ නැවත සකස් කිරීමේ සිදුවීම් හරහා බඳවා ගනු ලැබේ (Bosch et al., 2000). Pseudomonas sp. CSV86 හි, nah සහ sal operons ජෙනෝමය තුළ ICE (ICESV86) ආකාරයෙන් පිහිටා ඇත. ව්‍යුහය tRNAGly මගින් ආරක්ෂා කර ඇති අතර ඉන් පසුව නැවත එකතු කිරීමේ/ඇමිණුම් ස්ථාන (attR සහ attL) සහ tRNAGly හි දෙපසම පිහිටා ඇති ෆේජ් වැනි අනුකලනයක් පෙන්නුම් කරන සෘජු පුනරාවර්තන මගින් ආරක්ෂා කර ඇත, එබැවින් ව්‍යුහාත්මකව ICEclc මූලද්‍රව්‍යයට සමාන වේ (ක්ලෝරොකැටෙකෝල් පරිහානිය සඳහා Pseudomonas knackmusii හි ICEclcB13). ICE මත ජාන අතිශයින් අඩු හුවමාරු සංඛ්‍යාතයක් (10-8) සමඟ සංයෝජන මගින් මාරු කළ හැකි බවත්, එමඟින් පිරිහීමේ ගුණාංග ලබන්නාට මාරු කළ හැකි බවත් වාර්තා වී ඇත (Basu and Phale, 2008; Phale et al., 2019).
කාබරිල් හායනයට වගකිව යුතු ජාන බොහොමයක් ප්ලාස්මිඩ මත පිහිටා ඇත. ආත්‍රොබැක්ටර් sp. RC100 හි ප්ලාස්මිඩ තුනක් (pRC1, pRC2 සහ pRC300) අඩංගු වන අතර ඉන් සංයුජ ප්ලාස්මිඩ දෙකක් වන pRC1 සහ pRC2, කාබරිල් ජෙන්ටිසේට් බවට පරිවර්තනය කරන එන්සයිම සංකේතනය කරයි. අනෙක් අතට, ජෙන්ටිසේට් මධ්‍යම කාබන් පරිවෘත්තීය බවට පරිවර්තනය කිරීමට සම්බන්ධ එන්සයිම වර්ණදේහයේ පිහිටා ඇත (හයාට්සු සහ වෙනත් අය, 1999). රයිසෝබියම් ගණයේ බැක්ටීරියා. කාබරිල් 1-නැෆ්තෝල් බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා භාවිතා කරන AC100 වික්‍රියාවේ, ඇතුළත් කිරීමේ මූලද්‍රව්‍ය වැනි අනුපිළිවෙලින් වට වූ Tnceh ට්‍රාන්ස්පෝසන් කොටසක් ලෙස CH කේතනය කරන cehA ජානය රැගෙන යන ප්ලාස්මිඩ් pAC200 අඩංගු වේ (istA සහ istB) (Hashimoto සහ වෙනත් අය, 2002). ස්පින්ගොමොනාස් වික්‍රියා CF06 හි, කාබරිල් හායන ජානය ප්ලාස්මිඩ පහක ඇති බව විශ්වාස කෙරේ: pCF01, pCF02, pCF03, pCF04, සහ pCF05. මෙම ප්ලාස්මිඩවල DNA සමජාතීයතාවය ඉහළ මට්ටමක පවතින අතර, එය ජාන අනුපිටපත් කිරීමේ සිදුවීමක පැවැත්ම පෙන්නුම් කරයි (ෆෙන්ග් සහ වෙනත් අය, 1997). සූඩෝමොනාස් විශේෂ දෙකකින් සමන්විත කාබරිල්-හායන සහජීවනයක, වික්‍රියාව 50581 හි mcd කාබරිල් හයිඩ්‍රොලේස් ජානය කේතනය කරන සංයෝජන ප්ලාස්මිඩ් pCD1 (50 kb) අඩංගු වන අතර, වික්‍රියාව 50552 හි සංයෝජන ප්ලාස්මිඩය 1-නැෆ්තෝල්-හායන එන්සයිමයක් සංකේතනය කරයි (චපලමඩුගු සහ චෞද්‍රි, 1991). ඇක්‍රොමොබැක්ටර් වික්‍රියා WM111 හි, mcd ෆුරාඩන් හයිඩ්‍රොලේස් ජානය 100 kb ප්ලාස්මිඩයක් (pPDL11) මත පිහිටා ඇත. මෙම ජානය විවිධ භූගෝලීය කලාපවල විවිධ බැක්ටීරියා වල විවිධ ප්ලාස්මිඩ (100, 105, 115 හෝ 124 kb) මත පවතින බව පෙන්වා දී ඇත (Parekh et al., 1995). Pseudomonas sp. C5pp හි, කාබරිල් පරිහානියට වගකිව යුතු සියලුම ජාන 76.3 kb අනුපිළිවෙලක් පුරා විහිදෙන ජෙනෝමයක පිහිටා ඇත (Trivedi et al., 2016). ජෙනෝම විශ්ලේෂණය (6.15 Mb) MGEs 42 ක් සහ GEIs 36 ක් ඇති බව හෙළි කළ අතර, ඉන් MGEs 17 ක් සාමාන්‍ය අසමමිතික G+C අන්තර්ගතයක් (54-60 mol%) සහිත සුපර්කොන්ටිග් A (76.3 kb) හි පිහිටා ඇති අතර, තිරස් ජාන හුවමාරු සිදුවීම් යෝජනා කරයි (Trivedi et al., 2016). P. putida XWY-1 කාබරිල්-හායන ජානවල සමාන සැකැස්මක් පෙන්නුම් කරයි, නමුත් මෙම ජාන ප්ලාස්මිඩයක් මත පිහිටා ඇත (Zhu et al., 2019).
ජෛව රසායනික සහ ජානමය මට්ටම්වල පරිවෘත්තීය කාර්යක්ෂමතාවයට අමතරව, ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් රසායනික ද්‍රව්‍ය, සෛල මතුපිට වෙනස් කිරීමේ ගුණාංග, මැදිරිකරණය, මනාප භාවිතය, ජෛව මතුපිට නිෂ්පාදනය වැනි වෙනත් ගුණාංග හෝ ප්‍රතිචාර ද ප්‍රදර්ශනය කරයි, එමඟින් දූෂිත පරිසරවල ඇරෝමැටික දූෂක වඩාත් කාර්යක්ෂමව පරිවෘත්තීය කිරීමට උපකාරී වේ (රූපය 7).
රූපය 7. විදේශීය දූෂක සංයෝග කාර්යක්ෂමව ජෛව හායනය කිරීම සඳහා කදිම ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන්-හායන බැක්ටීරියා වල විවිධ සෛලීය ප්‍රතිචාර උපාය මාර්ග.
විෂමජාතීය ලෙස දූෂිත පරිසර පද්ධතිවල කාබනික දූෂකවල හායනය වැඩි දියුණු කරන සාධක ලෙස රසායනික ප්‍රතිචාර සැලකේ. (2002) පෙන්නුම් කළේ Pseudomonas sp. G7 නැප්තලීන් වෙත රසායනික ප්‍රතිචාර දැක්වීම ජලජ පද්ධතිවල නැප්තලීන් හායනය වීමේ වේගය වැඩි කළ බවයි. වල් වර්ගයේ වික්‍රියා G7 රසායනික-අඩු විකෘති වික්‍රියාවකට වඩා බොහෝ වේගයෙන් නැප්තලීන් හායනය කළේය. NahY ප්‍රෝටීනය (පටල ස්ථලකය සහිත ඇමයිනෝ අම්ල 538) NAH7 ප්ලාස්මිඩයේ මෙටාක්ලීවේජ් මාර්ග ජාන සමඟ සම-පිටපත් කර ඇති බව සොයා ගන්නා ලද අතර, රසායනික ප්‍රතිචාර සම්ප්‍රේෂක මෙන්, මෙම ප්‍රෝටීනය නැප්තලීන් හායනය සඳහා රසායනික ප්‍රතිග්‍රාහකයක් ලෙස ක්‍රියා කරන බව පෙනේ (Grimm and Harwood 1997). Hansel et al. (2009) විසින් කරන ලද තවත් අධ්‍යයනයකින් පෙන්නුම් කළේ ප්‍රෝටීනය රසායනික ක්‍රියාකාරී බවයි, නමුත් එහි පිරිහීමේ අනුපාතය ඉහළ ය. (2011) වායුමය නැප්තලීන් වලට සූඩෝමොනාස් (P. putida) හි රසායනික ක්‍රියාකාරී ප්‍රතිචාරයක් පෙන්නුම් කළ අතර, එහිදී වායු අවධි විසරණය සෛල වෙත නැප්තලීන් ස්ථාවර ලෙස ගලා යාමට හේතු වූ අතර එමඟින් සෛලවල රසායනික ක්‍රියාකාරී ප්‍රතිචාරය පාලනය විය. පර්යේෂකයන් මෙම රසායනික ක්‍රියාකාරී හැසිරීම උපයෝගී කරගනිමින් ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් ඉංජිනේරුකරණය කළ අතර එමඟින් පිරිහීමේ වේගය වැඩි දියුණු විය. රසායනික සංවේදක මාර්ග සෛල බෙදීම, සෛල චක්‍ර නියාමනය සහ ජෛව පටල සෑදීම වැනි අනෙකුත් සෛලීය ක්‍රියාකාරකම් ද නියාමනය කරන බව අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇති අතර එමඟින් පිරිහීමේ වේගය පාලනය කිරීමට උපකාරී වේ. කෙසේ වෙතත්, කාර්යක්ෂම හායනය සඳහා මෙම ගුණාංගය (රසායනික) උපයෝගී කර ගැනීම බාධක කිහිපයකින් බාධා ඇති කරයි. ප්‍රධාන බාධක වන්නේ: (අ) විවිධ පැරාලෝගස් ප්‍රතිග්‍රාහක එකම සංයෝග/ලිගන්ඩ් හඳුනා ගනී; (ආ) විකල්ප ප්‍රතිග්‍රාහකවල පැවැත්ම, එනම්, ශක්තිජනක නිවර්තනවාදය; (ඇ) එකම ප්‍රතිග්‍රාහක පවුලේ සංවේදක වසම්වල සැලකිය යුතු අනුක්‍රමික වෙනස්කම්; සහ (ඈ) ප්‍රධාන බැක්ටීරියා සංවේදක ප්‍රෝටීන පිළිබඳ තොරතුරු නොමැතිකම (ඔර්ටෙගා සහ වෙනත් අය, 2017; මාටින්-මෝරා සහ වෙනත් අය, 2018). සමහර විට, ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන ජෛව හායනයට ලක්වීම බහු පරිවෘත්තීය/අතරමැදි ද්‍රව්‍ය නිපදවන අතර, ඒවා බැක්ටීරියා කාණ්ඩයකට රසායනික ක්‍රියාකාරී විය හැකි නමුත් අනෙක් ඒවාට පිළිකුල් සහගත වන අතර එමඟින් ක්‍රියාවලිය තවදුරටත් සංකීර්ණ වේ. රසායනික ප්‍රතිග්‍රාහක සමඟ ලිගන්ඩ් (ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන) අන්තර්ක්‍රියා හඳුනා ගැනීම සඳහා, අපි පිළිවෙලින් ඇරෝමැටික අම්ල, TCA අතරමැදි සහ නැප්තලීන් සඳහා ප්‍රතිග්‍රාහක ඉලක්ක කරන Pseudomonas putida සහ Escherichia coli හි සංවේදක සහ සංඥා වසම් විලයනය කිරීමෙන් දෙමුහුන් සංවේදක ප්‍රෝටීන (PcaY, McfR සහ NahY) ගොඩනඟා ගත්තෙමු (Luu et al., 2019).
නැප්තලීන් සහ අනෙකුත් බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (PAH) වල බලපෑම යටතේ, බැක්ටීරියා පටලයේ ව්‍යුහය සහ ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ අඛණ්ඩතාව සැලකිය යුතු වෙනස්කම් වලට භාජනය වේ. අධ්‍යයනවලින් පෙන්වා දී ඇත්තේ නැප්තලීන් ජලභීතික අන්තර්ක්‍රියා හරහා ඇසයිල් දාමයේ අන්තර්ක්‍රියාවට බාධා කරන බවත්, එමඟින් පටලයේ ඉදිමීම සහ ද්‍රවශීලතාවය වැඩි කරන බවත්ය (Sikkema et al., 1995). මෙම හානිකර බලපෑමට ප්‍රතිරෝධය දැක්වීම සඳහා, බැක්ටීරියා iso/anteiso ශාඛා-දාම මේද අම්ල අතර අනුපාතය සහ මේද අම්ල සංයුතිය සහ අනුරූප ට්‍රාන්ස්-සමාවයවික බවට සිස්-අසංතෘප්ත මේද අම්ල සමස්ථානිකකරණය කිරීමෙන් පටල ද්‍රවශීලතාවය නියාමනය කරයි (Heipieper සහ de Bont, 1994). නැප්තලීන් ප්‍රතිකාර මත වගා කරන ලද Pseudomonas stutzeri හි, සංතෘප්ත සිට අසංතෘප්ත මේද අම්ල අනුපාතය 1.1 සිට 2.1 දක්වා වැඩි වූ අතර, Pseudomonas JS150 හි මෙම අනුපාතය 7.5 සිට 12.0 දක්වා වැඩි විය (Mrozik et al., 2004). නැප්තලීන් මත වැඩුණු විට, ඇක්‍රොමොබැක්ටර් KAs 3–5 සෛල නැප්තලීන් ස්ඵටික වටා සෛල එකතු කිරීමක් සහ සෛල මතුපිට ආරෝපණයේ අඩුවීමක් (-22.5 සිට -2.5 mV දක්වා) සයිටොප්ලාස්මික් ඝනීභවනය සහ රික්තකකරණය සමඟ ප්‍රදර්ශනය කළ අතර එය සෛල ව්‍යුහයේ සහ සෛල මතුපිට ගුණාංගවල වෙනස්කම් පෙන්නුම් කරයි (මොහපත්‍රා සහ වෙනත් අය, 2019). සෛලීය/මතුපිට වෙනස්කම් ඇරෝමැටික දූෂක වඩා හොඳින් අවශෝෂණය කර ගැනීම සමඟ සෘජුවම සම්බන්ධ වුවද, අදාළ ජෛව ඉංජිනේරු උපාය මාර්ග හොඳින් ප්‍රශස්ත කර නොමැත. ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන් ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා සෛල හැඩය හැසිරවීම කලාතුරකින් භාවිතා කර ඇත (වෝල්ක් සහ නිකල්, 2018). සෛල බෙදීමට බලපාන ජාන මකා දැමීම සෛල රූප විද්‍යාවේ වෙනස්කම් ඇති කරයි. සෛල බෙදීමට බලපාන ජාන මකා දැමීම සෛල රූප විද්‍යාවේ වෙනස්කම් ඇති කරයි. බැසිලස් සබ්ටිලිස් හි, සෛල ප්‍රෝටීන් SepF සෙප්ටම් සෑදීමට සම්බන්ධ වන බව පෙන්වා දී ඇති අතර සෛල බෙදීමේ පසුකාලීන පියවර සඳහා අවශ්‍ය වේ, නමුත් එය අත්‍යවශ්‍ය ජානයක් නොවේ. බැසිලස් සබ්ටිලිස් හි පෙප්ටයිඩ ග්ලයිකන් හයිඩ්‍රොලේස් කේතනය කරන ජාන මකා දැමීම සෛල දිගු වීම, නිශ්චිත වර්ධන වේගය වැඩි වීම සහ එන්සයිම නිෂ්පාදන ධාරිතාව වැඩිදියුණු වීමට හේතු විය (Cui et al., 2018).
Pseudomonas වික්‍රියා C5pp සහ C7 කාර්යක්ෂමව හායනය කිරීම සඳහා කාබරිල් හායන මාර්ගය කොටස් කිරීම යෝජනා කර ඇත (Kamini et al., 2018). පිටත පටල සෙප්ටම් හරහා සහ/හෝ විසරණය විය හැකි පෝරින් හරහා කාබරිල් පරිප්ලාස්මික් අවකාශයට ප්‍රවාහනය කරන බව යෝජනා කෙරේ. CH යනු කාබරිල් ජල විච්ඡේදනය 1-නැෆ්තෝල් බවට උත්ප්‍රේරණය කරන පරිප්ලාස්මික් එන්සයිමයකි, එය වඩාත් ස්ථායී, වඩා ජලභීතික සහ වඩාත් විෂ සහිත වේ. CH පරිප්ලාස්මයේ ස්ථානගත කර ඇති අතර කාබරිල් සඳහා අඩු සම්බන්ධතාවයක් ඇති අතර එමඟින් 1-නැෆ්තෝල් සෑදීම පාලනය කරයි, එමඟින් සෛල තුළ එහි සමුච්චය වීම වළක්වන අතර සෛල වලට එහි විෂ වීම අඩු කරයි (Kamini et al., 2018). ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන 1-නැෆ්තෝල් කොටස් කිරීම සහ/හෝ විසරණය මගින් අභ්‍යන්තර පටලය හරහා සයිටොප්ලාස්මයට ප්‍රවාහනය කරනු ලබන අතර, පසුව මධ්‍යම කාබන් මාර්ගයේ තවදුරටත් පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලිය සඳහා ඉහළ සම්බන්ධතාවයක් ඇති එන්සයිම 1NH මගින් 1,2-ඩයිහයිඩ්‍රොක්සිනැෆ්තලීන් වෙත හයිඩ්‍රොක්සිලේට් කරනු ලැබේ.
ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ට සෙනෝබයොටික් කාබන් ප්‍රභවයන් හායනය කිරීමට ජානමය සහ පරිවෘත්තීය හැකියාවන් තිබුණද, ඒවායේ භාවිතයේ ධූරාවලි ව්‍යුහය (එනම්, සංකීර්ණ කාබන් ප්‍රභවයන්ට වඩා සරල භාවිතය) ජෛව හායනයට ප්‍රධාන බාධාවකි. සරල කාබන් ප්‍රභවයන් පැවතීම සහ භාවිතය PAH වැනි සංකීර්ණ/නොකැමති කාබන් ප්‍රභවයන් හායනය කරන එන්සයිම කේතනය කරන ජාන නියාමනය කරයි. හොඳින් අධ්‍යයනය කරන ලද උදාහරණයක් නම්, ග්ලූකෝස් සහ ලැක්ටෝස් Escherichia coli සමඟ සම-පෝෂණය කළ විට, ග්ලූකෝස් ලැක්ටෝස් වලට වඩා කාර්යක්ෂමව භාවිතා කරන බවයි (Jacob and Monod, 1965). Pseudomonas කාබන් ප්‍රභවයන් ලෙස විවිධ PAH සහ xenobiotic සංයෝග හායනය කරන බව වාර්තා වී ඇත. Pseudomonas හි කාබන් ප්‍රභව භාවිතයේ ධූරාවලිය කාබනික අම්ල > ග්ලූකෝස් > ඇරෝමැටික සංයෝග වේ (Hylemon and Phibbs, 1972; Collier et al., 1996). කෙසේ වෙතත්, ව්‍යතිරේකයක් ඇත. සිත්ගන්නා කරුණ නම්, Pseudomonas sp. CSV86 ග්ලූකෝස් වෙනුවට ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් (බෙන්සොයික් අම්ලය, නැප්තලීන්, ආදිය) භාවිතා කරන සහ කාබනික අම්ල සමඟ ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් සම-පරිවෘත්තීයකරණය කරන අද්විතීය ධූරාවලි ව්‍යුහයක් ප්‍රදර්ශනය කරයි (Basu et al., 2006). මෙම බැක්ටීරියාව තුළ, ග්ලූකෝස් හෝ කාබනික අම්ල වැනි දෙවන කාබන් ප්‍රභවයක් තිබියදී පවා ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් පිරිහීම සහ ප්‍රවාහනය සඳහා වන ජාන නියාමනය නොකෙරේ. ග්ලූකෝස් සහ ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් මාධ්‍යයේ වගා කළ විට, ග්ලූකෝස් ප්‍රවාහනය සහ පරිවෘත්තීය සඳහා ජාන නියාමනය අඩු කර ඇති බවත්, පළමු ලොග් අවධියේදී ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් භාවිතා කරන ලද බවත්, දෙවන ලොග් අවධියේදී ග්ලූකෝස් භාවිතා කරන ලද බවත් නිරීක්ෂණය විය (Basu et al., 2006; Choudhary et al., 2017). අනෙක් අතට, කාබනික අම්ල පැවතීම ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන් පරිවෘත්තීය ප්‍රකාශනයට බල නොපායි, එබැවින් මෙම බැක්ටීරියාව ජෛව හායන අධ්‍යයනයන් සඳහා අපේක්ෂක වික්‍රියාවක් වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ (Phale et al., 2020).
හයිඩ්‍රොකාබන් ජෛව පරිවර්තනය ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් තුළ ඔක්සිකාරක ආතතිය සහ ප්‍රතිඔක්සිකාරක එන්සයිම ඉහළ නියාමනයට හේතු විය හැකි බව හොඳින් දන්නා කරුණකි. ස්ථිතික අවධි සෛලවල සහ විෂ සහිත සංයෝග ඉදිරියේ අකාර්යක්ෂම නැප්තලීන් ජෛව හායනය ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) සෑදීමට හේතු වේ (Kang et al. 2006). නැප්තලීන්-හායන එන්සයිමවල යකඩ-සල්ෆර් පොකුරු අඩංගු වන බැවින්, ඔක්සිකාරක ආතතිය යටතේ, හීම් සහ යකඩ-සල්ෆර් ප්‍රෝටීන වල යකඩ ඔක්සිකරණය වන අතර එමඟින් ප්‍රෝටීන් අක්‍රිය වීමට හේතු වේ. ෆෙරෙඩොක්සින්-NADP+ රිඩක්ටේස් (Fpr), සුපර්ඔක්සයිඩ් ඩිස්මියුටේස් (SOD) සමඟ එක්ව, NADP+/NADPH සහ ෆෙරෙඩොක්සින් හෝ ෆ්ලේවොඩොක්සින් අණු දෙකක් අතර ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියාව මැදිහත් කරයි, එමඟින් ROS ඉවත් කර ඔක්සිකාරක ආතතිය යටතේ යකඩ-සල්ෆර් මධ්‍යස්ථානය ප්‍රතිස්ථාපනය කරයි (Li et al. 2006). Pseudomonas වල Fpr සහ SodA (SOD) දෙකම ඔක්සිකාරක ආතතිය මගින් ප්‍රේරණය කළ හැකි බව වාර්තා වී ඇති අතර, නැප්තලීන් එකතු කරන ලද තත්වයන් යටතේ වර්ධනය වන විට Pseudomonas වික්‍රියා හතරක (O1, W1, As1, සහ G1) SOD සහ උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරකම් වැඩි වීම නිරීක්ෂණය විය (Kang et al., 2006). ඇස්කෝර්බික් අම්ලය හෝ ෆෙරස් යකඩ (Fe2+) වැනි ප්‍රතිඔක්සිකාරක එකතු කිරීමෙන් නැප්තලීන් වර්ධන වේගය වැඩි කළ හැකි බව අධ්‍යයනවලින් පෙන්වා දී ඇත. Rhodococcus erythropolis නැප්තලීන් මාධ්‍යයෙන් වර්ධනය වූ විට, sodA (Fe/Mn superoxide dismutase), sodC (Cu/Zn superoxide dismutase) සහ recA ඇතුළු ඔක්සිකාරක ආතතියට අදාළ සයිටොක්‍රෝම් P450 ජානවල පිටපත් කිරීම වැඩි විය (Sazykin et al., 2019). නැප්තලීන් වල වගා කරන ලද සූඩෝමොනාස් සෛලවල සංසන්දනාත්මක ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රෝටෝමික් විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ ඔක්සිකාරක ආතති ප්‍රතිචාරය හා සම්බන්ධ විවිධ ප්‍රෝටීන ඉහළ නියාමනය කිරීම ආතති මුහුණ දීමේ උපාය මාර්ගයක් බවයි (Herbst et al., 2013).
ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් ජලභීතික කාබන් ප්‍රභවයන්ගේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ ජෛව මතුපිටක්කාරක නිපදවන බව වාර්තා වී ඇත. මෙම මතුපිටක්කාරක යනු තෙල්-ජල හෝ වායු-ජල අතුරුමුහුණත් වලදී සමුච්චය සෑදිය හැකි ඇම්ෆිෆිලික් මතුපිට ක්‍රියාකාරී සංයෝග වේ. මෙය ව්‍යාජ-ද්‍රාව්‍යකරණය ප්‍රවර්ධනය කරන අතර ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන අවශෝෂණයට පහසුකම් සපයයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස කාර්යක්ෂම ජෛව හායනයට ලක් වේ (රහ්මාන් සහ වෙනත් අය, 2002). මෙම ගුණාංග නිසා, ජෛව මතුපිටක්කාරක විවිධ කර්මාන්තවල බහුලව භාවිතා වේ. බැක්ටීරියා සංස්කෘතීන්ට රසායනික මතුපිටක්කාරක හෝ ජෛව මතුපිටක්කාරක එකතු කිරීමෙන් හයිඩ්‍රොකාබන් හායනයේ කාර්යක්ෂමතාව සහ අනුපාතය වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ජෛව මතුපිටක්කාරක අතර, සූඩොමොනාස් ඒරුගිනෝසා විසින් නිපදවන රම්නොලිපිඩ් පුළුල් ලෙස අධ්‍යයනය කර සංලක්ෂිත කර ඇත (හිසට්සුකා සහ වෙනත් අය, 1971; රහ්මාන් සහ වෙනත් අය, 2002). මීට අමතරව, අනෙකුත් ජෛව පෘෂ්ඨීයකාරක වර්ග අතරට ලිපොපෙප්ටයිඩ (සූඩොමොනාස් ෆ්ලෝරසෙන්ස් වලින් මුසින්), ඉමල්සිෆයර් 378 (සූඩොමොනාස් ෆ්ලෝරසෙන්ස් වලින්) (රොසෙන්බර්ග් සහ රොන්, 1999), රොඩොකොකස් වලින් ට්‍රෙහලෝස් ඩයිසැකරයිඩ ලිපිඩ (රැම්ඩාල්, 1985), බැසිලස් වලින් ලයිකනින් (සරස්වතී සහ හෝල්බර්ග්, 2002), සහ බැසිලස් සබ්ටිලිස් (සීග්මන්ඩ් සහ වැග්නර්, 1991) සහ බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆැසියන්ස් (ෂි සහ අල්., 2017) වලින් සර්ෆැක්ටන්ට් ඇතුළත් වේ. මෙම ප්‍රබල පෘෂ්ඨීයකාරක මතුපිට ආතතිය 72 ඩයිනස්/සෙ.මී. සිට 30 ඩයිනස්/සෙ.මී. ට අඩු කරන බව පෙන්වා දී ඇති අතර එමඟින් වඩා හොඳ හයිඩ්‍රොකාබන් අවශෝෂණයක් ලබා ගත හැකිය. නැප්තලීන් සහ මෙතිල්නැප්තලීන් මාධ්‍යවල වගා කරන විට සූඩෝමොනාස්, බැසිලස්, රොඩොකොකස්, බර්කොල්ඩීරියා සහ අනෙකුත් බැක්ටීරියා විශේෂවලට විවිධ රම්නොලිපිඩ් සහ ග්ලයිකොලිපිඩ් මත පදනම් වූ ජෛව මතුපිටක්කාරක නිපදවිය හැකි බව වාර්තා වී ඇත (කන්ගා සහ වෙනත් අය, 1997; පුන්ටස් සහ වෙනත් අය, 2005). නැප්තොයික් අම්ලය වැනි ඇරෝමැටික සංයෝග මත වගා කරන විට සූඩෝමොනාස් මැල්ටොෆිලියා CSV89 බාහිර සෛලීය ජෛව මතුපිටක්කාරක බයෝසර්-පීඑම් නිපදවිය හැකිය (ෆාලේ සහ වෙනත් අය, 1995). බයෝසර්-පීඑම් සෑදීමේ චාලක විද්‍යාවෙන් පෙන්නුම් කළේ එහි සංස්ලේෂණය වර්ධනය සහ pH මත රඳා පවතින ක්‍රියාවලියක් බවයි. උදාසීන pH අගයේ සෛල මගින් නිපදවන බයෝසර්-පීඑම් ප්‍රමාණය pH අගය 8.5 ට වඩා වැඩි බව සොයා ගන්නා ලදී. pH අගය 8.5 ට වඩා වැඩුණු සෛල pH අගය 7.0 ට වඩා ජලභීතික වන අතර ඇරෝමැටික සහ ඇලිෆැටික් සංයෝග සඳහා ඉහළ සම්බන්ධතාවයක් තිබුණි. රොඩොකොකස් spp හි. N6, ඉහළ කාබන් සිට නයිට්‍රජන් (C:N) අනුපාතය සහ යකඩ සීමා කිරීම බාහිර සෛලීය ජෛව මතුපිටක ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය සඳහා ප්‍රශස්ත කොන්දේසි වේ (Mutalik et al., 2008). වික්‍රියා සහ පැසවීම ප්‍රශස්ත කිරීම මගින් ජෛව මතුපිටක ද්‍රව්‍ය (surfactins) වල ජෛව සංස්ලේෂණය වැඩි දියුණු කිරීමට උත්සාහ කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, සංස්කෘතික මාධ්‍යයේ මතුපිටක ද්‍රව්‍යයේ ටයිටරය අඩුයි (1.0 g/L), එය මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය සඳහා අභියෝගයක් එල්ල කරයි (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019). එබැවින්, එහි ජෛව සංස්ලේෂණය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ජාන ඉංජිනේරු ක්‍රම භාවිතා කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, ඔපෙරෝනයේ විශාල ප්‍රමාණය (∼25 kb) සහ ගණපූර්ණ සංවේදක පද්ධතියේ සංකීර්ණ ජෛව සංස්ලේෂණ නියාමනය හේතුවෙන් එහි ඉංජිනේරු වෙනස් කිරීම දුෂ්කර ය (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019). බැසිලස් බැක්ටීරියාව තුළ ජාන ඉංජිනේරු වෙනස් කිරීම් ගණනාවක් සිදු කර ඇති අතර, ප්‍රධාන වශයෙන් ප්‍රවර්ධකය (srfA operon) ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමෙන් සර්ෆැක්ටින් නිෂ්පාදනය වැඩි කිරීම, සර්ෆැක්ටින් අපනයන ප්‍රෝටීන් YerP සහ ComX සහ PhrC නියාමන සාධක අධික ලෙස ප්‍රකාශ කිරීම අරමුණු කර ගෙන ඇත (Jiao et al., 2017). කෙසේ වෙතත්, මෙම ජාන ඉංජිනේරු ක්‍රම ජාන වෙනස් කිරීම් එකක් හෝ කිහිපයක් පමණක් සාක්ෂාත් කරගෙන ඇති අතර තවමත් වාණිජ නිෂ්පාදනයට ළඟා වී නොමැත. එබැවින්, දැනුම මත පදනම් වූ ප්‍රශස්තිකරණ ක්‍රම පිළිබඳ වැඩිදුර අධ්‍යයනය අවශ්‍ය වේ.
PAH ජෛව හායන අධ්‍යයනයන් ප්‍රධාන වශයෙන් සම්මත රසායනාගාර තත්වයන් යටතේ සිදු කෙරේ. කෙසේ වෙතත්, දූෂිත ස්ථානවල හෝ දූෂිත පරිසරවල, බොහෝ අජීවී සහ ජෛව සාධක (උෂ්ණත්වය, pH අගය, ඔක්සිජන්, පෝෂක ලබා ගැනීමේ හැකියාව, උපස්ථර ජෛව උපයෝගීතාව, අනෙකුත් xenobiotics, අවසාන නිෂ්පාදන නිෂේධනය ආදිය) ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ හායන ධාරිතාව වෙනස් කිරීමට සහ බලපෑම් කිරීමට හේතු වී ඇත.
උෂ්ණත්වය PAH ජෛව හායනයට සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරයි. උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට, ද්‍රාවිත ඔක්සිජන් සාන්ද්‍රණය අඩු වන අතර, එය වායුගෝලීය ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට බලපායි, මන්ද ඒවාට හයිඩ්‍රොක්සිලේෂන් හෝ මුදු බෙදීම් ප්‍රතික්‍රියා සිදු කරන ඔක්සිජන්නේස් සඳහා උපස්ථරයක් ලෙස අණුක ඔක්සිජන් අවශ්‍ය වේ. ඉහළ උෂ්ණත්වය මව් PAHs වඩාත් විෂ සහිත සංයෝග බවට පරිවර්තනය කරන බවත්, එමඟින් ජෛව හායනයට ලක්වීම වළක්වන බවත් බොහෝ විට සටහන් වේ (Muller et al., 1998).
බොහෝ PAH දූෂිත ස්ථානවල ආන්තික pH අගයන් ඇති බව සටහන් වී ඇත, උදාහරණයක් ලෙස අම්ල පතල් ජලාපවහන දූෂිත ස්ථාන (pH 1–4) සහ ක්ෂාරීය ලීචේට් (pH 8–12) වලින් දූෂිත ස්වාභාවික වායු/ගල් අඟුරු වායුකරණ ස්ථාන. මෙම තත්වයන් ජෛව හායන ක්‍රියාවලියට බරපතල ලෙස බලපෑ හැකිය. එබැවින්, ජෛව ප්‍රතිකර්ම සඳහා ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් භාවිතා කිරීමට පෙර, ක්ෂාරීය පස් සඳහා ඇමෝනියම් සල්ෆේට් හෝ ඇමෝනියම් නයිට්‍රේට් වැනි සුදුසු රසායනික ද්‍රව්‍ය (මධ්‍යස්ථ සිට ඉතා අඩු ඔක්සිකරණ-අඩු කිරීමේ විභවයක් සහිත) එකතු කිරීමෙන් හෝ ආම්ලික ස්ථාන සඳහා කැල්සියම් කාබනේට් හෝ මැග්නීසියම් කාබනේට් සමඟ දෙහි දැමීමෙන් pH අගය සකස් කිරීම නිර්දේශ කෙරේ (Bowlen et al. 1995; Gupta and Sar 2020).
බලපෑමට ලක් වූ ප්‍රදේශයට ඔක්සිජන් සැපයීම PAH ජෛව හායනය සඳහා අනුපාත සීමා කිරීමේ සාධකය වේ. පරිසරයේ රෙඩොක්ස් තත්වයන් හේතුවෙන්, ස්ථානීය ජෛව ප්‍රතිකර්ම ක්‍රියාවලීන් සඳහා සාමාන්‍යයෙන් බාහිර ප්‍රභවයන්ගෙන් ඔක්සිජන් හඳුන්වාදීම අවශ්‍ය වේ (කැටි කිරීම, වාතය මුදා හැරීම සහ රසායනික එකතු කිරීම) (Pardieck et al., 1992). Odenkranz et al. (1996) දූෂිත ජලධරයකට මැග්නීසියම් පෙරොක්සයිඩ් (ඔක්සිජන් නිකුත් කරන සංයෝගයක්) එකතු කිරීමෙන් BTEX සංයෝග ඵලදායී ලෙස ජෛව ප්‍රතිකර්ම කළ හැකි බව පෙන්නුම් කළේය. තවත් අධ්‍යයනයකින් සෝඩියම් නයිට්‍රේට් එන්නත් කිරීමෙන් සහ ඵලදායී ජෛව ප්‍රතිකර්මයක් ලබා ගැනීම සඳහා නිස්සාරණ ළිං ඉදිකිරීමෙන් දූෂිත ජලධරයක ෆීනෝල් ​​සහ BTEX හි ස්ථානීය හායනය විමර්ශනය කරන ලදී (Bewley and Webb, 2001).