Nghiên cứu ảnh hưởng của chất trung gian trong phân hủy Chlorpyrifos bằng enzyme Laccase từ nấm đảm Basidiomycetes

Chlorpyrifos (CPF) là một loại thuốc bảo vệ thực vật thuộc nhóm lân hữu cơ, được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp để kiểm soát nhiều loại sâu bệnh. CPF có công thức phân tử C9H11Cl3NO3PS và thường tồn tại dưới dạng tinh thể màu trắng. Thời gian phân hủy tự nhiên của CPF trong đất có thể từ 60 đến 120 ngày, tuy nhiên, nó có thể kéo dài đến một năm tùy thuộc vào điều kiện môi trường. CPF hoạt động bằng cách ức chế enzyme acetylcholine esterase, gây ra các triệu chứng thần kinh nghiêm trọng cho cả sinh vật mục tiêu và con người. Việc tồn đọng CPF trong môi trường đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Theo WHO, CPF đã được xếp vào danh sách các chất cấm sử dụng từ năm 2016. Do đó, việc nghiên cứu các phương pháp phân hủy CPF là rất cần thiết.

Enzyme Laccase là một loại enzyme oxy hóa, thuộc nhóm polyphenol oxidase, có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp. Laccase được sản xuất chủ yếu bởi các loài nấm thuộc họ Basidiomycetes. Enzyme này có cấu trúc phức tạp với nhiều isozyme khác nhau, mỗi loại có tính chất và hoạt tính riêng. Laccase có khả năng oxy hóa các phenol và các hợp chất hữu cơ khác, giúp phân hủy các chất ô nhiễm như CPF. Nghiên cứu cho thấy laccase có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện pH và nhiệt độ khác nhau, và hoạt tính của nó có thể được tăng cường bằng cách sử dụng các chất trung gian. Việc sử dụng laccase trong phân hủy CPF không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn mang lại lợi ích cho môi trường.

Nấm Basidiomycetes là một nhóm nấm có khả năng sản xuất enzyme laccase cao, được biết đến với khả năng phân hủy lignin và các hợp chất hữu cơ khác. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số chủng nấm trong nhóm này có thể phân hủy CPF hiệu quả. Việc nuôi cấy và hoạt hóa các chủng nấm này trong môi trường thích hợp có thể tối ưu hóa hoạt tính của enzyme laccase. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chủng nấm Pycnoporus FAL1 có hoạt tính laccase cao nhất trong số các chủng được thử nghiệm, cho thấy tiềm năng lớn trong việc sử dụng nấm Basidiomycetes để phân hủy CPF trong môi trường.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các chất trung gian có thể làm tăng khả năng phân hủy CPF của enzyme laccase. Trong số các chất trung gian được thử nghiệm, HBT đã cho thấy khả năng làm tăng đáng kể hoạt tính phân hủy, đạt 9,25%. Ngược lại, một số chất như acetosyringone lại có tác dụng ức chế hoạt tính của enzyme. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn chất trung gian phù hợp là rất quan trọng trong quá trình phân hủy CPF. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc xác định các chất trung gian khác có thể tối ưu hóa hoạt động của laccase trong việc phân hủy các chất ô nhiễm.

Nghiên cứu về phân hủy CPF bằng enzyme laccase từ nấm Basidiomycetes không chỉ cung cấp thông tin quý giá về khả năng phân hủy của enzyme này mà còn mở ra hướng đi mới trong việc xử lý ô nhiễm môi trường. Việc áp dụng các phương pháp sinh học để phân hủy CPF có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong thực tiễn để phát triển các giải pháp xử lý ô nhiễm hiệu quả và bền vững hơn.