Phenol and its derivatives (alkylphenols, halogenated phenols, nitrophenols) are natural or man-made aromatic compounds that are ubiquitous in nature and in human-polluted environments. Many of these substances are toxic and/or suspected of mutagenic, carcinogenic, and teratogenic effects. Bioremediation of the polluted soil and water using various bacteria has proved to be a promising option for the removal of these compounds. In this review, we describe a number of peripheral pathways of aerobic and anaerobic catabolism of various natural and xenobiotic phenolic compounds, which funnel these substances into a smaller number of central catabolic pathways. Finally, the metabolites are used as carbon and energy sources in the citric acid cycle. We provide here the characteristics of the enzymes that convert the phenolic compounds and their catabolites, show their genes, and describe regulatory features. The genes, which encode these enzymes, are organized on chromosomes and plasmids of the natural bacterial degraders in various patterns. The accumulated data on similarities and the differences of the genes, their varied organization, and particularly, an astonishingly broad range of intricate regulatory mechanism may be read as an exciting adventurous book on divergent evolutionary processes and horizontal gene transfer events inscribed in the bacterial genomes. In the end, the use of this wealth of bacterial biodegradation potential and the manipulation of its genetic basis for purposes of bioremediation is exemplified. It is envisioned that the integrated high-throughput techniques and genome-level approaches will enable us to manipulate systems rather than separated genes, which will give birth to systems biotechnology.
- Klíčová slova
- Biodegradation, Bioremediation, Phenol catabolism, Phenol derivatives,
- MeSH
- Bacteria genetika metabolismus MeSH
- bakteriální proteiny genetika metabolismus MeSH
- biodegradace MeSH
- fenol metabolismus toxicita MeSH
- nebezpečné látky metabolismus toxicita MeSH
- regulace genové exprese * MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- Názvy látek
- bakteriální proteiny MeSH
- fenol MeSH
- nebezpečné látky MeSH
- MeSH
- antibakteriální látky * chemie metabolismus farmakologie MeSH
- antiprotozoální látky * chemie metabolismus farmakologie MeSH
- bakteriální proteiny genetika metabolismus MeSH
- Eukaryota účinky léků MeSH
- grampozitivní bakterie účinky léků MeSH
- klindamycin chemie metabolismus farmakologie MeSH
- léková rezistence MeSH
- lidé MeSH
- linkomycin chemie metabolismus farmakologie MeSH
- linkosamidy MeSH
- makrolidy * chemie metabolismus farmakologie MeSH
- mikrobiální testy citlivosti MeSH
- regulace genové exprese u bakterií MeSH
- Streptomyces metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- Názvy látek
- antibakteriální látky * MeSH
- antiprotozoální látky * MeSH
- bakteriální proteiny MeSH
- klindamycin MeSH
- linkomycin MeSH
- linkosamidy MeSH
- makrolidy * MeSH
- MeSH
- antibakteriální látky biosyntéza MeSH
- DNA bakterií chemie genetika MeSH
- genetické inženýrství metody MeSH
- léková rezistence genetika MeSH
- makrolidy MeSH
- peptidy * MeSH
- protinádorová antibiotika biosyntéza MeSH
- průmyslová mikrobiologie metody MeSH
- Streptomyces genetika metabolismus MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- Názvy látek
- antibakteriální látky MeSH
- DNA bakterií MeSH
- makrolidy MeSH
- peptidy * MeSH
- protinádorová antibiotika MeSH