مضمون تحقیقی موضوع کا حصہ ہے "اعلی درجے کی بایوریمیڈیشن ٹیکنالوجیز اور مصنوعی نامیاتی مرکبات (SOC) ری سائیکلنگ کے عمل"۔ تمام 14 مضامین دیکھیں
کم مالیکیولر ویٹ پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAHs) جیسے نیفتھلین اور متبادل نیفتھلینز (میتھائل نافتھلین، نیفتھوک ایسڈ، 1-نیفتھائل-این-میتھیل کاربامیٹ، وغیرہ) وسیع پیمانے پر مختلف صنعتوں میں استعمال ہوتے ہیں اور یہ جینٹوکسک، میوٹیجک/میوٹیجینجن اور کاربنز ہیں۔ یہ مصنوعی نامیاتی مرکبات (SOCs) یا xenobiotics کو ترجیحی آلودگی سمجھا جاتا ہے اور یہ عالمی ماحول اور صحت عامہ کے لیے سنگین خطرہ ہیں۔ انسانی سرگرمیوں کی شدت (مثلاً کوئلہ گیسیفیکیشن، آئل ریفائننگ، گاڑیوں کا اخراج اور زرعی استعمال) ان ہر جگہ اور مستقل مرکبات کے ارتکاز، قسمت اور نقل و حمل کا تعین کرتی ہے۔ جسمانی اور کیمیائی علاج/ہٹانے کے طریقوں کے علاوہ، سبز اور ماحول دوست ٹیکنالوجیز جیسے کہ بائیو میڈیشن، جو POCs کو مکمل طور پر خراب کرنے یا انہیں غیر زہریلے ضمنی مصنوعات میں تبدیل کرنے کے قابل مائکروجنزموں کو استعمال کرتی ہیں، ایک محفوظ، سرمایہ کاری مؤثر اور امید افزا متبادل کے طور پر ابھری ہیں۔ بیکٹیریا کی مختلف انواع جن کا تعلق فائیلا پروٹوبیکٹیریا (سیوڈموناس، سیوڈموناس، کومموناس، برکھولڈیریا، اور نیوسفنگوبیکٹیریم)، ​​فرمکیوٹس (بیسیلس اور پینی بیکٹیریا)، اور ایکٹینوبیکٹیریا (روڈوکوکس اور آرتھروبیکٹر) سے ہے، ان میں مائیکرو بیکٹیریا کی مختلف قسمیں موجود ہیں۔ مرکبات میٹابولک اسٹڈیز، جینومکس، اور میٹاجینومک تجزیہ ان سادہ زندگی کی شکلوں میں موجود کیٹابولک پیچیدگی اور تنوع کو سمجھنے میں ہماری مدد کرتا ہے، جس کا مزید موثر بائیو ڈی گریڈیشن کے لیے اطلاق کیا جا سکتا ہے۔ PAHs کے طویل مدتی وجود کے نتیجے میں افقی جین کی منتقلی کے ذریعے نئے انحطاطی فینوٹائپس کا ظہور ہوا ہے جن میں پلاسمڈ، ٹرانسپوسن، بیکٹیریوفیجز، جینومک جزیرے، اور انضمام کنجوگیٹیو عناصر شامل ہیں۔ مخصوص الگ تھلگ یا ماڈل کمیونٹیز (کنسورشیا) کی نظام حیاتیات اور جینیاتی انجینئرنگ ہم آہنگی کے اثرات کے ذریعے ان PAHs کی جامع، تیز رفتار اور موثر بائیو میڈیشن کو قابل بنا سکتی ہے۔ اس جائزے میں، ہم مختلف میٹابولک راستوں اور تنوع، جینیاتی ساخت اور تنوع، اور سیلولر ردعمل/ نیفتھلین اور متبادل نیفتھلین کو کم کرنے والے بیکٹیریا کے موافقت پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔ یہ فیلڈ ایپلی کیشن کے لیے ماحولیاتی معلومات فراہم کرے گا اور موثر حیاتیاتی علاج کے لیے تناؤ کی اصلاح کرے گا۔
صنعتوں کی تیز رفتار ترقی (پیٹرو کیمیکل، زراعت، دواسازی، ٹیکسٹائل رنگ، کاسمیٹکس، وغیرہ) نے عالمی اقتصادی خوشحالی اور معیار زندگی میں بہتری میں اہم کردار ادا کیا ہے۔ اس تیز رفتار ترقی کے نتیجے میں بڑی تعداد میں مصنوعی نامیاتی مرکبات (SOCs) کی پیداوار ہوئی ہے، جو مختلف مصنوعات کی تیاری کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ان غیر ملکی مرکبات یا SOCs میں پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAHs)، کیڑے مار ادویات، جڑی بوٹیوں سے دوچار، پلاسٹکائزر، رنگ، فارماسیوٹیکل، آرگن فاسفیٹ، شعلہ retardants، غیر متزلزل نامیاتی سالوینٹس وغیرہ شامل ہیں۔ فزیک کیمیکل خصوصیات اور کمیونٹی ڈھانچے میں ردوبدل کے ذریعے مختلف بائیوفارمز پر نقصان دہ اثرات پیدا کرنا (Petrie et al., 2015; Bernhardt et al., 2017; Sarkar et al., 2020)۔ بہت سے خوشبودار آلودگیوں کے بہت سے برقرار ماحولیاتی نظام/حیاتیاتی تنوع کے گرم مقامات پر مضبوط اور تباہ کن اثرات مرتب ہوتے ہیں (مثلاً مرجان کی چٹانیں، آرکٹک/انٹارکٹک برف کی چادریں، بلند پہاڑی جھیلیں، گہرے سمندر کی تلچھٹ، وغیرہ) حالیہ جیومائیکروبائیولوجیکل مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ مصنوعی ڈھانچے کی سطحوں پر مصنوعی نامیاتی مادے (مثلاً خوشبودار آلودگی) اور ان کے مشتقات کا جمع ہونا (مثلاً ثقافتی ورثے کے مقامات اور گرینائٹ، پتھر، لکڑی اور دھات سے بنی یادگاریں) ان کی تنزلی کو تیز کرتا ہے۔ انسانی سرگرمیاں فضائی آلودگی اور موسمیاتی تبدیلی (Liu et al. 2020) کے ذریعے یادگاروں اور عمارتوں کے حیاتیاتی انحطاط کو تیز اور خراب کر سکتی ہیں۔ یہ نامیاتی آلودگی فضا میں پانی کے بخارات کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں اور ساخت پر جم جاتے ہیں، جس سے مواد کی جسمانی اور کیمیائی انحطاط ہوتی ہے۔ بایوڈیگریڈیشن کو بڑے پیمانے پر جانداروں کی وجہ سے مواد کی ظاہری شکل اور خصوصیات میں ناپسندیدہ تبدیلیوں کے طور پر تسلیم کیا جاتا ہے جو ان کے تحفظ کو متاثر کرتے ہیں (پوچون اور جاٹن، 1967)۔ ان مرکبات کی مزید مائکروبیل کارروائی (میٹابولزم) ساختی سالمیت، تحفظ کی تاثیر اور ثقافتی قدر کو کم کر سکتی ہے (Gadd، 2017؛ Liu et al.، 2018)۔ دوسری طرف، بعض صورتوں میں، ان ڈھانچے کے لیے مائکروبیل موافقت اور ان کا ردعمل فائدہ مند پایا گیا ہے کیونکہ یہ بائیو فلمز اور دیگر حفاظتی کرسٹس بناتے ہیں جو کشی/سڑن کی شرح کو کم کرتے ہیں (مارٹینو، 2016)۔ لہذا، پتھر، دھات اور لکڑی کی یادگاروں کے لیے موثر طویل مدتی پائیدار تحفظ کی حکمت عملیوں کی ترقی کے لیے اس عمل میں شامل کلیدی عملوں کی مکمل تفہیم کی ضرورت ہے۔ قدرتی عمل (ارضیاتی عمل، جنگل کی آگ، آتش فشاں پھٹنے، پودوں اور بیکٹیریل رد عمل) کے مقابلے میں، انسانی سرگرمیوں کے نتیجے میں ماحولیاتی نظام میں پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAHs) اور دیگر نامیاتی کاربن (OC) کی بڑی مقدار جاری ہوتی ہے۔ زراعت میں استعمال ہونے والے بہت سے PAHs (کیڑے مار ادویات اور کیڑے مار ادویات جیسے DDT، atrazine، carbaryl، pentachlorophenol، وغیرہ)، صنعت (خام تیل، تیل کیچڑ/فضلہ، پیٹرولیم سے ماخوذ پلاسٹک، PCBs، پلاسٹکائزرز، ڈٹرجنٹ، جراثیم کش ادویات، پرسنل کرنسیز، پرسنل پروڈکٹس) جراثیم کش، کیڑوں کو بھگانے والے اور پولی سائکلک مسکس) اور گولہ بارود (دھماکہ خیز مواد جیسے 2,4,6-TNT) ممکنہ زین بائیوٹک ہیں جو سیاروں کی صحت کو متاثر کر سکتے ہیں (Srogi, 2007; Vamsee-Krishna and Phale, 2008; Petrie et al., 2015)۔ اس فہرست میں پٹرولیم سے ماخوذ مرکبات (ایندھن کے تیل، چکنا کرنے والے مادے، اسفالٹینز)، زیادہ مالیکیولر ویٹ بائیو پلاسٹکس، اور آئنک مائعات (Amde et al., 2015) کو شامل کرنے کے لیے بڑھایا جا سکتا ہے۔ جدول 1 میں مختلف خوشبودار آلودگیوں اور مختلف صنعتوں میں ان کے استعمال کی فہرست دی گئی ہے۔ حالیہ برسوں میں، غیر مستحکم نامیاتی مرکبات، نیز کاربن ڈائی آکسائیڈ اور دیگر گرین ہاؤس گیسوں کے بشری اخراج میں اضافہ ہونا شروع ہو گیا ہے (Dvorak et al.، 2017)۔ تاہم، انتھروپجینک اثرات نمایاں طور پر قدرتی اثرات سے زیادہ ہیں۔ اس کے علاوہ، ہم نے پایا کہ بہت سے SOCs بہت سے ماحولیاتی ماحول میں برقرار رہتے ہیں اور ان کی شناخت ابھرتی ہوئی آلودگیوں کے طور پر کی گئی ہے جس کے بائیومز پر منفی اثرات ہوتے ہیں (شکل 1)۔ ماحولیاتی ایجنسیوں جیسے کہ ریاستہائے متحدہ کے ماحولیاتی تحفظ کی ایجنسی (USEPA) نے ان میں سے بہت سے آلودگیوں کو ان کی سائٹوٹوکسک، جینوٹوکسک، میوٹیجینک، اور کارسنجینک خصوصیات کی وجہ سے اپنی ترجیحی فہرست میں شامل کیا ہے۔ لہٰذا، فضلہ کو ٹھکانے لگانے کے سخت ضوابط اور آلودہ ماحولیاتی نظام سے فضلہ کے علاج/ہٹانے کے لیے موثر حکمت عملی کی ضرورت ہے۔ مختلف جسمانی اور کیمیائی علاج کے طریقے جیسے پائرولیسس، آکسیڈیٹیو تھرمل ٹریٹمنٹ، ہوا میں ہوا، لینڈ فلنگ، جلانا، وغیرہ غیر موثر اور مہنگے ہیں اور یہ سنکنرن، زہریلے اور ضمنی مصنوعات کا علاج کرنے میں مشکل پیدا کرتے ہیں۔ بڑھتی ہوئی عالمی ماحولیاتی آگاہی کے ساتھ، ان آلودگیوں کو کم کرنے کے قابل مائکروجنزم اور ان کے مشتقات (جیسے ہیلوجنیٹڈ، نائٹرو، الکائل اور/یا میتھائل) بڑھتی ہوئی توجہ مبذول کر رہے ہیں (فینیل ایٹ ال۔ Schwanemann et al.، 2020)۔ ان مقامی امیدوار مائکروجنزموں کو اکیلے یا مخلوط ثقافتوں (کالونیوں) میں خوشبودار آلودگیوں کے خاتمے کے لیے استعمال کرنا ماحولیاتی تحفظ، لاگت، کارکردگی، تاثیر، اور پائیداری کے لحاظ سے فوائد رکھتا ہے۔ محققین الیکٹرو کیمیکل ریڈوکس طریقوں، یعنی بائیو الیکٹرو کیمیکل سسٹمز (BES) کے ساتھ مائکروبیل پروسیس کے انضمام کو بھی دریافت کر رہے ہیں، جو آلودگی کے علاج/ہٹانے کے لیے ایک امید افزا ٹیکنالوجی کے طور پر ہے (Huang et al.، 2011)۔ بی ای ایس ٹیکنالوجی نے اپنی اعلی کارکردگی، کم لاگت، ماحولیاتی تحفظ، کمرے کے درجہ حرارت کے آپریشن، بائیو مطابقت پذیر مواد، اور قیمتی ضمنی مصنوعات (مثلاً، بجلی، ایندھن، اور کیمیکلز) کو بازیافت کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے بڑھتی ہوئی توجہ مبذول کرائی ہے (Pant et al., 2012; Nazari et al., 2020)۔ ہائی تھرو پٹ جینوم سیکوینسنگ اور اومکس ٹولز/میتھڈز کی آمد نے جینیاتی ریگولیشن، پروٹومکس، اور مختلف انحطاط پذیر مائکروجنزموں کے رد عمل کے فلکسومکس کے بارے میں بہت ساری نئی معلومات فراہم کی ہیں۔ نظام حیاتیات کے ساتھ ان ٹولز کو جوڑنے سے مائکروجنزموں (یعنی میٹابولک ڈیزائن) میں ٹارگٹ کیٹابولک پاتھ ویز کے انتخاب اور فائن ٹیوننگ کے بارے میں ہماری سمجھ میں مزید اضافہ ہوا ہے تاکہ موثر اور موثر بایوڈیگریڈیشن حاصل کی جا سکے۔ موزوں امیدوار مائکروجنزموں کا استعمال کرتے ہوئے بایو ریمیڈیشن کی موثر حکمت عملیوں کو ڈیزائن کرنے کے لیے، ہمیں مائکروجنزموں کی حیاتیاتی کیمیکل صلاحیت، میٹابولک تنوع، جینیاتی ساخت، اور ماحولیات (آٹو ایکولوجی/سائنیکولوجی) کو سمجھنے کی ضرورت ہے۔
تصویر 1. مختلف ماحولیاتی ماحول اور بائیوٹا کو متاثر کرنے والے مختلف عوامل کے ذریعے کم مالیکیولر PAHs کے ذرائع اور راستے۔ ڈیشڈ لائنیں ماحولیاتی نظام کے عناصر کے درمیان تعامل کی نمائندگی کرتی ہیں۔
اس جائزے میں، ہم نے سادہ پی اے ایچ کے انحطاط پر ڈیٹا کا خلاصہ کرنے کی کوشش کی ہے جیسے نیفتھلین اور متبادل نیفتھلینز کے ذریعے مختلف بیکٹیریل آئسولیٹس جو میٹابولک راستوں اور تنوع کا احاطہ کرتے ہیں، انحطاط میں شامل انزائمز، جین کی ساخت/مواد اور تنوع، سیلولر ردعمل کے مختلف قسم کے بایومیڈیا اور اسپیکٹیشن۔ بائیو کیمیکل اور سالماتی سطحوں کو سمجھنا مناسب میزبان تناؤ اور ان کی مزید جینیاتی انجینئرنگ کی نشاندہی کرنے میں مدد کرے گا تاکہ اس طرح کے ترجیحی آلودگیوں کے موثر حیاتیاتی علاج کے لیے۔ اس سے موثر بائیو میڈیشن کے لیے سائٹ کے لیے مخصوص بیکٹیریل کنسورشیا کے قیام کے لیے حکمت عملی تیار کرنے میں مدد ملے گی۔
زہریلے اور خطرناک خوشبو دار مرکبات کی ایک بڑی تعداد کی موجودگی (ہکل اصول 4n + 2π الیکٹران، n = 1، 2، 3، … کو مطمئن کرنے والے) مختلف ماحولیاتی ذرائع جیسے ہوا، مٹی، تلچھٹ، اور سطح اور زمینی پانی کے لیے ایک سنگین خطرہ ہے (Puglisi et al., 2007)۔ ان مرکبات میں سنگل بینزین رِنگز (مونو سائکلک) یا ایک سے زیادہ بینزین رِنگز (پولی سائکلک) لکیری، کونیی یا جھرمٹ کی شکل میں ترتیب دیے گئے ہیں اور ماحول میں استحکام (استحکام/عدم استحکام) کو زیادہ منفی گونج والی توانائی اور جڑت (جڑتا پن) کی وجہ سے ظاہر کرتے ہیں، جس کی وضاحت ان کی ہائیڈرو فوبک حالت سے کی جا سکتی ہے۔ جب خوشبو دار انگوٹھی کو مزید میتھائل (-CH3)، کاربوکسیل (-COOH)، ہائیڈروکسیل (-OH)، یا سلفونیٹ (-HSO3) گروپوں سے بدل دیا جاتا ہے، تو یہ زیادہ مستحکم ہو جاتا ہے، میکرو مالیکیولز کے لیے مضبوط وابستگی رکھتا ہے، اور حیاتیاتی نظاموں میں حیاتیاتی جمع ہوتا ہے (Seo et al.,20et al. کچھ کم مالیکیولر ویٹ پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (LMWAHs)، جیسے نیفتھلین اور اس کے مشتقات [میتھائل نافتھلین، نیفتھوک ایسڈ، نیفتھلین سلفونیٹ، اور 1-نیفتھائل این-میتھیل کاربامیٹ (کاربریل)]، کو یو ایس ای کے اینویلینٹ کی فہرست میں شامل کیا گیا ہے۔ پروٹیکشن ایجنسی بطور جینوٹوکسک، میوٹیجینک، اور/یا سرطان پیدا کرنے والی (Cerniglia، 1984)۔ ماحول میں NM-PAHs کے اس طبقے کی رہائی کے نتیجے میں فوڈ چین کی تمام سطحوں پر ان مرکبات کی حیاتیاتی جمع ہو سکتی ہے، جس سے ماحولیاتی نظام کی صحت متاثر ہو سکتی ہے (Binkova et al., 2000; Srogi, 2007; Quinn et al., 2009)۔
بائیوٹا تک PAHs کے ذرائع اور راستے بنیادی طور پر ہجرت اور ماحولیاتی نظام کے مختلف اجزاء جیسے مٹی، زمینی پانی، سطحی پانی، فصلوں اور ماحول کے درمیان تعامل کے ذریعے ہوتے ہیں (Arey and Atkinson, 2003)۔ شکل 1 ماحولیاتی نظام میں مختلف کم مالیکیولر وزن PAHs کے تعامل اور تقسیم اور ان کے بائیوٹا/انسانی نمائش کے راستے دکھاتا ہے۔ PAHs فضائی آلودگی کے نتیجے میں اور گاڑیوں کے اخراج، صنعتی اخراج گیسوں (کوئلے کی گیسیفیکیشن، دہن اور کوک کی پیداوار) اور ان کے جمع ہونے کی وجہ سے سطحوں پر جمع ہوتے ہیں۔ صنعتی سرگرمیاں جیسے مصنوعی ٹیکسٹائل، رنگ اور پینٹ کی تیاری؛ لکڑی کے تحفظ؛ ربڑ پروسیسنگ؛ سیمنٹ کی تیاری کی سرگرمیاں؛ کیٹناشک کی پیداوار؛ اور زرعی ایپلی کیشنز زمینی اور آبی نظاموں میں PAHs کے بڑے ذرائع ہیں (Bamforth and Singleton, 2005; Wick et al., 2011)۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ مضافاتی اور شہری علاقوں میں، شاہراہوں کے قریب، اور بڑے شہروں میں مٹی پولی سائکلک آرومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAHs) کے لیے زیادہ حساس ہوتی ہے جس کی وجہ پاور پلانٹس، رہائشی حرارتی نظام، ہوائی اور سڑک پر ٹریفک کے بوجھ، اور تعمیراتی سرگرمیوں (Suman et al.، 2016) سے اخراج ہوتا ہے۔ (2008) نے دکھایا کہ نیو اورلینز، لوزیانا، USA میں سڑکوں کے قریب مٹی میں PAHs زیادہ سے زیادہ 7189 μg/kg تھے، جب کہ کھلی جگہ میں، وہ صرف 2404 μg/kg تھے۔ اسی طرح، کئی امریکی شہروں میں کوئلے کی گیسیفیکیشن سائٹس کے قریب علاقوں میں پی اے ایچ کی سطح 300 μg/kg تک کی اطلاع دی گئی ہے (کنالی اور ہرایاما، 2000؛ بامفورتھ اور سنگلٹن، 2005)۔ مختلف ہندوستانی شہروں جیسے دہلی (شرما وغیرہ، 2008)، آگرہ (دوبے اور دیگر، 2014)، ممبئی (کلکرنی اور وینکٹارمن، 2000) اور وشاکھاپٹنم (کلکرنی وغیرہ، 2014) کی مٹی میں پی اے ایچ کی زیادہ مقدار کی اطلاع ملی ہے۔ خوشبودار مرکبات زیادہ آسانی سے مٹی کے ذرات، نامیاتی مادے اور مٹی کے معدنیات میں جذب ہو جاتے ہیں، اس طرح ماحولیاتی نظام میں کاربن کے بڑے ڈوب جاتے ہیں (Srogi، 2007؛ Peng et al.، 2008)۔ آبی ماحولیاتی نظام میں PAHs کے بڑے ذرائع ہیں ورن (گیلی/خشک بارش اور پانی کے بخارات)، شہری بہاؤ، گندے پانی کا اخراج، زمینی پانی کا ریچارج وغیرہ۔ (Srogi, 2007)۔ ایک اندازے کے مطابق سمندری ماحولیاتی نظام میں تقریباً 80% PAHs بارش، تلچھٹ اور فضلہ کے اخراج سے حاصل ہوتے ہیں (Motelay-Massei et al.، 2006؛ Srogi، 2007)۔ سطحی پانی میں PAHs کی زیادہ تعداد یا ٹھوس فضلہ کو ٹھکانے لگانے والی جگہوں سے نکلنے والا پانی بالآخر زمینی پانی میں رستا ہے، جو کہ صحت عامہ کے لیے ایک بڑا خطرہ ہے کیونکہ جنوبی اور جنوب مشرقی ایشیا کی 70% سے زیادہ آبادی زیر زمین پانی پیتی ہے (دتگپتا ایٹ ال۔، 2019)۔ دتگپتا وغیرہ کا ایک حالیہ مطالعہ۔ (2020) دریا (32) اور زمینی پانی (235) مغربی بنگال، ہندوستان کے تجزیوں سے پتہ چلا ہے کہ اندازے کے مطابق 53% شہری باشندے اور 44% دیہی باشندے (کل 20 ملین باشندے) نیفتھلین (4.9–10.6 μg/L) اور اس کے مشتقات سے متاثر ہو سکتے ہیں۔ زمینی استعمال کے مختلف نمونوں اور زمینی پانی کے اخراج میں اضافہ کو زیرِ زمین میں کم مالیکیولر وزن PAHs کی عمودی نقل و حمل کو کنٹرول کرنے والے اہم عوامل سمجھا جاتا ہے۔ زرعی بہاؤ، میونسپل اور صنعتی گندے پانی کا اخراج، اور ٹھوس فضلہ/کچرے کے اخراج کو پی اے ایچ سے دریا کے طاسوں اور زیر زمین تلچھٹ سے متاثر پایا گیا ہے۔ ماحولیاتی بارش PAH آلودگی کو مزید بڑھاتی ہے۔ PAHs اور ان کے الکائل مشتقات (مجموعی طور پر 51) کی زیادہ تعداد دنیا بھر کے دریاؤں/واٹرشیڈز میں رپورٹ ہوئی ہے، جیسے دریائے فریزر، دریائے لوان، دریائے ڈینسو، دریائے مسوری، دریائے ایناکوستیا، دریائے ایبرو، اور دریائے ڈیلاویئر (یونکر ایٹ ال۔ 2010; Amoako et al., 2011; Kim et al., 2018). دریائے گنگا کے طاس کے تلچھٹ میں، نیفتھلین اور فینیتھرین سب سے زیادہ اہم پائے گئے (70% نمونوں میں پائے گئے) (دتگپتا وغیرہ، 2019)۔ مزید یہ کہ، مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ پینے کے پانی کی کلورینیشن زیادہ زہریلے آکسیجن اور کلورین شدہ پی اے ایچ کی تشکیل کا باعث بن سکتی ہے (منولی اور سمارا، 1999)۔ آلودہ مٹی، زمینی پانی اور ورن سے پودوں کے اخراج کے نتیجے میں پی اے ایچ اناج، پھلوں اور سبزیوں میں جمع ہوتے ہیں (فزم ایٹ ال۔، 2002)۔ بہت سے آبی حیاتیات جیسے مچھلی، مسلز، کلیم اور جھینگا آلودہ خوراک اور سمندری پانی کے ساتھ ساتھ ٹشوز اور جلد کے ذریعے پی اے ایچ سے آلودہ ہوتے ہیں (میکے اور فریزر، 2000)۔ کھانا پکانے/پراسیسنگ کے طریقے جیسے گرلنگ، روسٹنگ، سگریٹ نوشی، فرائی، خشک کرنا، بیکنگ اور چارکول کھانا پکانا بھی کھانے میں PAHs کی نمایاں مقدار کا باعث بن سکتا ہے۔ یہ بڑی حد تک تمباکو نوشی کے مواد کے انتخاب، فینولک/خوشبودار ہائیڈرو کاربن مواد، کھانا پکانے کے طریقہ کار، ہیٹر کی قسم، نمی کی مقدار، آکسیجن کی فراہمی اور دہن کے درجہ حرارت پر منحصر ہے (Guillén et al.، 2000; Gomes et al.، 2013)۔ پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAHs) کا بھی دودھ میں مختلف ارتکاز (0.75–2.1 mg/L) پر پتہ چلا ہے (Girelli et al.، 2014)۔ کھانے میں ان PAHs کا جمع ہونا بھی خوراک کی فزیکو کیمیکل خصوصیات پر منحصر ہے، جبکہ ان کے زہریلے اثرات کا تعلق جسمانی افعال، میٹابولک سرگرمی، جذب، تقسیم اور جسم کی تقسیم سے ہے (Mechini et al., 2011)۔
پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAHs) کی زہریلا اور نقصان دہ اثرات ایک طویل عرصے سے معلوم ہیں (Cherniglia, 1984)۔ کم مالیکیولر ویٹ پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (LMW-PAHs) (دو سے تین حلقے) ہم آہنگی کے ساتھ مختلف میکرو مالیکیولز جیسے ڈی این اے، آر این اے اور پروٹین کے ساتھ منسلک ہو سکتے ہیں اور سرطان پیدا کرنے والے ہیں (سنٹریلی ایٹ ال۔، 2008)۔ ان کی ہائیڈروفوبک نوعیت کی وجہ سے، وہ لپڈ جھلیوں سے الگ ہوتے ہیں۔ انسانوں میں، cytochrome P450 monooxygenases PAHs کو epoxides میں آکسائڈائز کرتے ہیں، جن میں سے کچھ انتہائی رد عمل والے ہوتے ہیں (مثال کے طور پر، baediol epoxide) اور عام خلیوں کو مہلک خلیوں میں تبدیل کر سکتے ہیں (مارسٹن ایٹ ال۔، 2001)۔ اس کے علاوہ، پی اے ایچ کی تبدیلی کی مصنوعات جیسے کوئنونز، فینولز، ایپوکسائیڈز، ڈائیولس وغیرہ، پیرنٹ مرکبات سے زیادہ زہریلے ہیں۔ کچھ پی اے ایچ اور ان کے میٹابولک انٹرمیڈیٹس میٹابولزم میں ہارمونز اور مختلف خامروں کو متاثر کر سکتے ہیں، اس طرح نمو، مرکزی اعصابی نظام، تولیدی اور مدافعتی نظام کو بری طرح متاثر کر سکتے ہیں (سویتھا اور پھلے، 2005؛ ومسئی-کرشنا ایٹ ال۔، 2006؛ اوسٹنگ، ال۔208)۔ کم مالیکیولر ویٹ پی اے ایچ کی قلیل مدتی نمائش دمہ کے مریضوں میں پھیپھڑوں کے فنکشن اور تھرومبوسس کا سبب بنتی ہے اور جلد، پھیپھڑوں، مثانے اور معدے کے کینسر کا خطرہ بڑھاتی ہے (Olsson et al.، 2010; Diggs et al., 2011)۔ جانوروں کے مطالعے سے یہ بھی معلوم ہوا ہے کہ پی اے ایچ کی نمائش سے تولیدی افعال اور نشوونما پر منفی اثرات مرتب ہو سکتے ہیں اور یہ موتیا بند، گردے اور جگر کو نقصان اور یرقان کا سبب بن سکتا ہے۔ مختلف پی اے ایچ بائیو ٹرانسفارمیشن پروڈکٹس جیسے ڈائیولس، ایپوکسائیڈز، کوئنونز اور فری ریڈیکلز (کیٹیشنز) کو ڈی این اے ایڈیکٹس بناتے ہوئے دکھایا گیا ہے۔ مستحکم عادی افراد ڈی این اے کی نقل تیار کرنے والی مشینری کو تبدیل کرتے ہوئے دکھایا گیا ہے، جب کہ غیر مستحکم عادی افراد ڈی این اے (بنیادی طور پر ایڈنائن اور بعض اوقات گوانائن) کو ختم کر سکتے ہیں۔ دونوں غلطیاں پیدا کر سکتے ہیں جو اتپریورتنوں کا باعث بنتے ہیں (Schweigert et al. 2001)۔ مزید برآں، کوئینونز (بینزو-/پین-) رد عمل آکسیجن پرجاتیوں (ROS) کو پیدا کر سکتے ہیں، جس سے DNA اور دیگر میکرو مالیکیولز کو مہلک نقصان پہنچتا ہے، اس طرح ٹشو کی فعالیت/عملداری پر اثر پڑتا ہے (Ewa and Danuta 2017)۔ پائرین، بائفنائل اور نیفتھلین کی کم ارتکاز میں دائمی نمائش تجرباتی جانوروں میں کینسر کا سبب بنتی ہے (Diggs et al. 2012)۔ ان کے مہلک زہریلے ہونے کی وجہ سے، متاثرہ/آلودہ جگہوں سے ان PAHs کو صاف کرنا/ ہٹانا ترجیح ہے۔
PAHs کو آلودہ جگہوں/ماحول سے ہٹانے کے لیے مختلف جسمانی اور کیمیائی طریقے استعمال کیے گئے ہیں۔ جلانے، ڈیکلورینیشن، یووی آکسیڈیشن، فکسیشن، اور سالوینٹس نکالنے جیسے عمل کے بہت سے نقصانات ہیں، بشمول زہریلے ضمنی مصنوعات کی تشکیل، عمل کی پیچیدگی، حفاظت اور ریگولیٹری مسائل، کم کارکردگی اور زیادہ لاگت۔ تاہم، مائکروبیل بائیوڈیگریڈیشن (جسے بایوریمیڈیشن کہا جاتا ہے) ایک امید افزا متبادل طریقہ ہے جس میں خالص ثقافتوں یا کالونیوں کی شکل میں مائکروجنزموں کا استعمال شامل ہے۔ جسمانی اور کیمیائی طریقوں کے مقابلے میں، یہ عمل ماحول دوست، غیر حملہ آور، سرمایہ کاری مؤثر، اور پائیدار ہے۔ حیاتیاتی علاج متاثرہ جگہ پر (حالات میں) یا خاص طور پر تیار کردہ جگہ (سابق سیٹو) پر کیا جا سکتا ہے اور اس وجہ سے روایتی جسمانی اور کیمیائی طریقوں سے زیادہ پائیدار تدارک کا طریقہ سمجھا جاتا ہے (جوہاس اور نائیڈو، 2000؛ اینڈریونی اور گیانفریڈا، 2007؛ میگھراج ایٹ ال۔ 2020)۔
خوشبودار آلودگیوں کے انحطاط میں ملوث مائکروبیل میٹابولک اقدامات کو سمجھنا ماحولیاتی اور ماحولیاتی پائیداری کے لیے بہت زیادہ سائنسی اور اقتصادی مضمرات رکھتا ہے۔ ایک اندازے کے مطابق 2.1×1018 گرام کاربن (C) دنیا بھر میں تلچھٹ اور نامیاتی مرکبات (یعنی تیل، قدرتی گیس، اور کوئلہ، یعنی جیواشم ایندھن) میں ذخیرہ کیا جاتا ہے، جو عالمی کاربن سائیکل میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ تاہم، تیزی سے صنعت کاری، جیواشم ایندھن نکالنا، اور انسانی سرگرمیاں ان لیتھوسفیرک کاربن کے ذخائر کو ختم کر رہی ہیں، جس سے سالانہ اندازے کے مطابق 5.5×1015 گرام نامیاتی کاربن (آلودگی کے طور پر) فضا میں خارج ہو رہا ہے (Gonzalez-Gaya et al., 2019)۔ اس میں سے زیادہ تر نامیاتی کاربن تلچھٹ، نقل و حمل اور بہاؤ کے ذریعے زمینی اور سمندری ماحولیاتی نظام میں داخل ہوتا ہے۔ مزید برآں، جیواشم ایندھن سے اخذ کردہ نئے مصنوعی آلودگی، جیسے پلاسٹک، پلاسٹکائزرز اور پلاسٹک اسٹیبلائزرز (فتھالیٹس اور ان کے آئیسومر)، سمندری، مٹی اور آبی ماحولیاتی نظام اور ان کے بائیوٹا کو سنگین طور پر آلودہ کرتے ہیں، اس طرح عالمی آب و ہوا کے خطرات کو بڑھاتے ہیں۔ مختلف قسم کے مائیکرو پلاسٹک، نینو پلاسٹک، پلاسٹک کے ٹکڑے اور پولی تھیلین ٹیریفتھلیٹ (PET) سے حاصل کردہ ان کے زہریلے مونومر پروڈکٹس شمالی امریکہ اور جنوب مشرقی ایشیا کے درمیان بحر الکاہل میں جمع ہو گئے ہیں، جس سے سمندری زندگی کو نقصان پہنچ رہا ہے، "عظیم بحر الکاہل کا کچرا پیچ" بنتا ہے (Newell al20)۔ سائنسی مطالعات نے ثابت کیا ہے کہ کسی بھی جسمانی یا کیمیائی طریقوں سے ایسے آلودگیوں/ فضلے کو ہٹانا ممکن نہیں ہے۔ اس تناظر میں، سب سے زیادہ مفید مائکروجنزم وہ ہیں جو آلودگیوں کو کاربن ڈائی آکسائیڈ، کیمیائی توانائی اور دیگر غیر زہریلے ضمنی مصنوعات میں آکسیڈیٹیو میٹابولائز کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں جو بالآخر دیگر غذائیت کے سائیکلنگ کے عمل میں داخل ہوتے ہیں (H, O, N, S, P, Fe، وغیرہ)۔ اس طرح، مائکروبیل کاربن سائیکل، خالص کاربن بجٹ اور مستقبل کے موسمیاتی خطرات کا اندازہ لگانے کے لیے خوشبودار آلودگی والے معدنیات اور اس کے ماحولیاتی کنٹرول کی مائکروبیل ایکو فزیالوجی کو سمجھنا بہت ضروری ہے۔ ماحول سے ایسے مرکبات کو ہٹانے کی فوری ضرورت کے پیش نظر، صاف ٹیکنالوجی پر توجہ مرکوز کرنے والی مختلف ماحولیاتی صنعتیں ابھری ہیں۔ متبادل طور پر، ماحولیاتی نظام میں جمع ہونے والے صنعتی فضلہ/فضلہ کیمیکلز (یعنی دولت کو ضائع کرنے کے نقطہ نظر) کی قدر کو سرکلر اکانومی اور پائیدار ترقی کے اہداف میں سے ایک کے طور پر سمجھا جاتا ہے (Close et al., 2012)۔ لہٰذا، ان ممکنہ انحطاط کے امیدواروں کے میٹابولک، انزیمیٹک اور جینیاتی پہلوؤں کو سمجھنا اس طرح کی خوشبودار آلودگیوں کو مؤثر طریقے سے ہٹانے اور حیاتیاتی علاج کے لیے انتہائی اہمیت کا حامل ہے۔
بہت سے خوشبودار آلودگیوں میں سے، ہم کم مالیکیولر-وزن PAHs پر خصوصی توجہ دیتے ہیں جیسے نیفتھلین اور متبادل نیفتھلین۔ یہ مرکبات پیٹرولیم سے ماخوذ ایندھن، ٹیکسٹائل رنگوں، صارفین کی مصنوعات، کیڑے مار ادویات (متھ بالز اور کیڑوں کو بھگانے والے)، پلاسٹائزرز اور ٹینن کے بڑے اجزاء ہیں اور اس لیے بہت سے ماحولیاتی نظاموں میں بڑے پیمانے پر پائے جاتے ہیں (Preuss et al.، 2003)۔ حالیہ رپورٹوں میں پانی کی تلچھٹ، زیر زمین پانی اور زیر زمین مٹی، وڈوز زونز اور دریا کے بستروں میں نیفتھلین کے ارتکاز کو اجاگر کیا گیا ہے، جو ماحول میں اس کے حیاتیاتی جمع ہونے کا مشورہ دیتے ہیں (Duttagupta et al., 2019, 2020)۔ جدول 2 نیفتھلین اور اس کے مشتقات کے طبیعی کیمیکل خصوصیات، استعمال اور صحت کے اثرات کا خلاصہ کرتا ہے۔ دیگر اعلی مالیکیولر-وزن PAHs کے مقابلے میں، نیفتھلین اور اس کے مشتق کم ہائیڈروفوبک، زیادہ پانی میں گھلنشیل اور ماحولیاتی نظام میں وسیع پیمانے پر تقسیم ہوتے ہیں، اس لیے وہ اکثر PAHs کے میٹابولزم، جینیات اور میٹابولک تنوع کا مطالعہ کرنے کے لیے نمونے کے ذیلی ذخیرے کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ مائکروجنزموں کی ایک بڑی تعداد نیفتھلین اور اس کے مشتقات کو میٹابولائز کرنے کے قابل ہے، اور ان کے میٹابولک راستے، انزائمز اور ریگولیٹری خصوصیات کے بارے میں جامع معلومات دستیاب ہیں (Mallick et al., 2011; Phale et al., 2019, 2020)۔ اس کے علاوہ، نیفتھلین اور اس کے مشتقات کو ان کی اعلی کثرت اور حیاتیاتی دستیابی کی وجہ سے ماحولیاتی آلودگی کی تشخیص کے لیے پروٹوٹائپ مرکبات کے طور پر نامزد کیا گیا ہے۔ امریکی ماحولیاتی تحفظ ایجنسی کا اندازہ ہے کہ سگریٹ کے دھوئیں سے نیفتھلین کی اوسط سطح 5.19 μg فی مکعب میٹر ہے، بنیادی طور پر نامکمل دہن سے، اور 7.8 سے 46 μg سائیڈ اسٹریم دھوئیں سے، جب کہ کریوسوٹ اور نیفتھلین کی نمائش 100000000 گنا زیادہ ہے۔ (Preuss et al. 2003)۔ خاص طور پر نیفتھلین میں انواع، علاقہ، اور جنسی مخصوص سانس کی زہریلا اور سرطان پیدا کرنے والی پائی گئی ہے۔ جانوروں کے مطالعے کی بنیاد پر، کینسر پر تحقیق کی بین الاقوامی ایجنسی (IARC) نے نیفتھلین کو "ممکنہ انسانی کینسر" (گروپ 2B)1 کے طور پر درجہ بندی کیا ہے۔ متبادل نیفتھلینز کی نمائش، بنیادی طور پر سانس لینے یا پیرنٹرل (زبانی) انتظامیہ کے ذریعے، پھیپھڑوں کے بافتوں کو چوٹ پہنچاتی ہے اور چوہوں اور چوہوں میں پھیپھڑوں کے ٹیومر کے واقعات کو بڑھاتا ہے (نیشنل ٹوکسیولوجی پروگرام 2)۔ شدید اثرات میں متلی، الٹی، پیٹ میں درد، اسہال، سر درد، الجھن، بہت زیادہ پسینہ آنا، بخار، ٹاکی کارڈیا وغیرہ شامل ہیں۔ دوسری طرف، براڈ اسپیکٹرم کاربامیٹ کیڑے مار دوا کارباریل (1-نیفتھائل این-میتھل کاربامیٹ) کو زہریلا ہونے کی اطلاع دی گئی ہے اور یہ انسانی جسم میں زہریلا اور زہریلا ہے۔ فالج کا باعث بننے والے acetylcholinesterase کو روکتے ہوئے دکھایا گیا ہے (Smulders et al.، 2003؛ Bulen and Distel، 2011)۔ لہٰذا، آلودہ ماحول میں بائیو میڈیشن کی حکمت عملی تیار کرنے کے لیے مائکروبیل انحطاط، جینیاتی ضابطے، انزیمیٹک اور سیلولر رد عمل کے طریقہ کار کو سمجھنا بہت ضروری ہے۔
جدول 2۔ نیفتھلین اور اس کے مشتقات کی فزیکو کیمیکل خصوصیات، استعمال، شناخت کے طریقوں اور اس سے منسلک بیماریوں کے بارے میں تفصیلی معلومات۔
آلودہ طاقوں میں، ہائیڈرو فوبک اور لیپوفیلک خوشبودار آلودگی ماحولیاتی مائکرو بایوم (کمیونٹی) پر مختلف قسم کے سیلولر اثرات کا سبب بن سکتی ہے، جیسے جھلی کی روانی میں تبدیلی، جھلی کی پارگمیتا، لپڈ بیلیئر کی سوجن، توانائی کی منتقلی میں خلل (الیکٹران نقل و حمل کی زنجیر) پروٹین (Sikkema et al.، 1995)۔ اس کے علاوہ، کچھ گھلنشیل انٹرمیڈیٹس جیسے کیٹیکولز اور کوئنونز ری ایکٹیو آکسیجن اسپیسز (ROS) پیدا کرتے ہیں اور ڈی این اے اور پروٹین کے ساتھ ملحقہ بناتے ہیں (پیننگ ایٹ ال۔، 1999)۔ اس طرح، ماحولیاتی نظاموں میں اس طرح کے مرکبات کی کثرت مائکروبیل کمیونٹیز پر مختلف جسمانی سطحوں پر موثر انحطاط کرنے کے لیے منتخب دباؤ ڈالتی ہے، بشمول اپٹیک/ٹرانسپورٹ، انٹرا سیلولر ٹرانسفارمیشن، انضمام/استعمال، اور کمپارٹمنٹلائزیشن۔
Ribosomal Database Project-II (RDP-II) کی تلاش سے یہ بات سامنے آئی کہ کل 926 بیکٹیریل انواع کو میڈیا یا افزودگی ثقافتوں سے الگ تھلگ کر دیا گیا جو نیفتھلین یا اس کے مشتقات سے آلودہ ہیں۔ پروٹو بیکٹیریا گروپ کے نمائندوں کی سب سے زیادہ تعداد (n = 755) تھی، اس کے بعد Firmicutes (52)، Bacteroidetes (43)، ایکٹینوبیکٹیریا (39)، Tenericutes (10)، اور غیر درجہ بند بیکٹیریا (8) (شکل 2) تھے۔ γ-Proteobacteria (Pseudomonadales اور Xanthomonadales) کے نمائندوں نے G+C مواد (54%) کے ساتھ تمام گرام منفی گروپوں پر غلبہ حاصل کیا، جب کہ Clostridiales اور Bacillales (30%) کم G+C مواد والے گرام مثبت گروپ تھے۔ سیوڈموناس (سب سے زیادہ تعداد، 338 پرجاتیوں) کے بارے میں بتایا گیا ہے کہ وہ مختلف آلودہ ماحولیاتی نظاموں (کوئلے کے ٹار، پیٹرولیم، خام تیل، کیچڑ، تیل کے اخراج، گندے پانی، نامیاتی فضلہ اور لینڈ فلز کے ساتھ ساتھ ندیوں کے نظام) میں نیفتھلین اور اس کے میتھائل مشتقات کو کم کرنے کے قابل ہیں۔ تلچھٹ اور زمینی پانی) (شکل 2)۔ مزید برآں، افزودگی کے مطالعے اور ان میں سے کچھ خطوں کے میٹاجینومک تجزیے سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ غیر مہذب Legionella اور Clostridium پرجاتیوں میں انحطاطی صلاحیت ہو سکتی ہے، جو نئے راستوں اور میٹابولک تنوع کا مطالعہ کرنے کے لیے ان بیکٹیریا کی ثقافت کی ضرورت کی نشاندہی کرتی ہے۔
تصویر 2. نیفتھلین اور نیفتھلین مشتقات سے آلودہ ماحول میں بیکٹیریل نمائندوں کی ٹیکسونومک تنوع اور ماحولیاتی تقسیم۔
مختلف خوشبودار ہائیڈرو کاربن کو کم کرنے والے مائکروجنزموں میں، زیادہ تر کاربن اور توانائی کے واحد ذریعہ کے طور پر نیفتھلین کو نیچا دکھانے کے قابل ہیں۔ نیفتھلین میٹابولزم میں شامل واقعات کی ترتیب کو سیوڈموناس ایس پی کے لئے بیان کیا گیا ہے۔ (اسٹرینز: NCIB 9816-4, G7, AK-5, PMD-1 اور CSV86)، سیوڈموناس اسٹٹزری AN10، سیوڈموناس فلوروسینس PC20 اور دیگر تناؤ (ND6 اور AS1) (Mahajan et al., 1994; Resnick, al19; 2000؛ ڈینس اور زیلسٹرا، 2004؛ میٹابولزم ایک ملٹی کمپوننٹ ڈائی آکسیجنز (NDO) کے ذریعے شروع کیا جاتا ہے نیفتھیلین مالیکیولر آکسیجن کو دوسرے سبسٹریٹ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، نیفتھلین کو cis-naphthalenediol میں تبدیل کرتا ہے (شکل 3) ڈی ہائیڈروجنیز کے ذریعے 1,2-ڈائی ہائیڈروکسیناپتھلین میں تبدیل ہوتا ہے، ڈائی ہائیڈروجنیس (12DHNDO)، 1,2-dihydroxynaphthalene کو 2-hydroxychromene-2-carboxylic acid میں تبدیل کرتا ہے، جس سے ٹرانس-o-hydroxybenzylidenepyruvate پیدا ہوتا ہے، جسے ہائیڈریٹیز ایلڈولیس کے ذریعے کلیو کیا جاتا ہے۔ C3 مرکب جو نیفتھلین کاربن کنکال سے حاصل ہوتا ہے اور مرکزی کاربن پاتھ وے میں جاتا ہے۔ تاہم، چند مستثنیات ہیں، مثال کے طور پر، تھرموفیلک بیسیلس ہیمبرگی 2 میں، نیفتھلین 2,3-ڈائی آکسیجنز کے ذریعے 2,3-ڈائی ہائیڈروکسینافتلین (Annweiler et al., 2000) کی تشکیل شروع ہوتی ہے۔
چترا 3۔ نیفتھلین، میتھائل نافتھلین، نیفتھوک ایسڈ، اور کاربریل انحطاط کے راستے۔ دائرے والے نمبر انزائمز کی نمائندگی کرتے ہیں جو نیفتھلین اور اس کے مشتق کو بعد کی مصنوعات میں ترتیب وار تبدیلی کے لیے ذمہ دار ہیں۔ 1 - نیفتھلین ڈائی آکسیجنز (NDO)؛ 2، cis-dihydrodiol dehydrogenase؛ 3, 1,2-dihydroxynapthalene dioxygenase; 4، 2-ہائیڈروکسی کرومین-2-کاربو آکسیلک ایسڈ آئسومیریز؛ 5، trans-O-hydroxybenzylidenepyruvate hydratase aldolase; 6, salicylaldehyde dehydrogenase; 7، سیلیسیلیٹ 1-ہائیڈرو آکسیلیس؛ 8، catechol 2,3-dioxygenase (C23DO)؛ 9، 2-ہائیڈروکسیموکونیٹ سیمیالڈہائڈ ڈیہائیڈروجنیز؛ 10, 2-oxopent-4-enoate hydratase; 11، 4-ہائیڈروکسی-2-آکسوپینٹانویٹ ایلڈولیس؛ 12, acetaldehyde dehydrogenase; 13, catechol-1,2-dioxygenase (C12DO); 14، muconate cycloisomerase؛ 15، muconolactone delta-isomerase؛ 16، β-ketoadipatenolactone hydrolase; 17، β-ketoadipate succinyl-CoA transferase؛ 18، β-ketoadipate-CoA thiolase؛ 19، succinyl-CoA: acetyl-CoA succinyltransferase؛ 20، سیلیسیلیٹ 5-ہائیڈرو آکسیلیس؛ 21 - gentisate 1,2-dioxygenase (GDO)؛ 22، maleylpyruvate isomerase؛ 23، fumarylpyruvate hydrolase؛ 24، methylnaphthalene hydroxylase (NDO)؛ 25, hydroxymethylnaphthalene dehydrogenase; 26، naphthaldehyde dehydrogenase; 27، 3-formylsalicylic ایسڈ oxidase; 28، hydroxyisophthalate decarboxylase؛ 29، کارباریل ہائیڈرولیس (CH)؛ 30، 1-نافتھول-2-ہائیڈروکسیلیس۔
حیاتیات اور اس کے جینیاتی میک اپ پر منحصر ہے، نتیجے میں آنے والے سیلیسیلک ایسڈ کو مزید میٹابولائز کیا جاتا ہے یا تو سیلیسیلیٹ 1-ہائیڈروکسیلیس (S1H) کا استعمال کرتے ہوئے کیٹیکول پاتھ وے کے ذریعے یا سیلیسیلیٹ 5-ہائیڈرو آکسیلیس (S5H) (شکل 3) کا استعمال کرتے ہوئے جینٹیزیٹ پاتھ وے کے ذریعے۔ چونکہ سیلیسیلک ایسڈ نیفتھلین میٹابولزم (اوپری پاتھ وے) میں اہم انٹرمیڈیٹ ہے، اس لیے سیلیسیلک ایسڈ سے ٹی سی اے انٹرمیڈیٹ تک کے مراحل کو اکثر نچلا راستہ کہا جاتا ہے، اور جینز کو ایک ہی اوپیرون میں منظم کیا جاتا ہے۔ یہ دیکھنا عام ہے کہ اوپری پاتھ وے اوپیرون (nah) اور نچلے پاتھ وے اوپیرون (سال) میں جینز کو عام ریگولیٹری عوامل کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، NahR اور salicylic acid inducers کے طور پر کام کرتے ہیں، جس سے دونوں اوپرون مکمل طور پر نیفتھلین کو میٹابولائز کرنے کی اجازت دیتے ہیں (Phale et al., 2019, 2020)۔
اس کے علاوہ، کیٹیکول کو کیٹیکول 2,3-ڈائی آکسیجن (C23DO) (Yen et al., 1988) کے ذریعے میٹا پاتھ وے کے ذریعے 2-hydroxymuconate semialdehyde میں چکرا کر کلیئر کیا جاتا ہے اور مزید 2-hydroxymuconate semialdehyde سے hydrolyzed، 2-hydroxymuconate semialdehyde-hydric2-4-5-hydrooxy-4-5-ہائیڈرولائز کیا جاتا ہے۔ 2-hydroxypent-2,4-dienoate پھر ایک hydratase (2-oxopent-4-enoate hydratase) اور ایک aldolase (4-hydroxy-2-oxopentanoate aldolase) کے ذریعے pyruvate اور acetaldehyde میں تبدیل ہوتا ہے اور پھر مرکزی کاربن پاتھ وے میں داخل ہوتا ہے (شکل 3)۔ متبادل طور پر، کیٹیکول کو کیٹیکول 1,2-آکسیجنیس (C12DO) کے ذریعے آرتھو پاتھ وے کے ذریعے cis,cis-muconate میں چکرا دیا جاتا ہے۔ Muconate cycloisomerase، muconolactone isomerase، اور β-ketoadipate-nollactone hydrolase cis,cis-muconate کو 3-oxoadipate میں تبدیل کرتے ہیں، جو succinyl-CoA اور acetyl-CoA (Nozaki et al. 683F) کے ذریعے مرکزی کاربن پاتھ وے میں داخل ہوتا ہے۔
gentisate (2,5-dihydroxybenzoate) کے راستے میں، خوشبو دار انگوٹھی کو gentisate 1,2-dioxygenase (GDO) کے ذریعے کلیپ کیا جاتا ہے تاکہ میلیلپائرویٹ بن سکے۔ اس پراڈکٹ کو براہ راست پائروویٹ اور میلیٹ میں ہائیڈولائز کیا جا سکتا ہے، یا اسے فیومریلپائرویٹ بنانے کے لیے آئسومرائز کیا جا سکتا ہے، جسے پھر پائروویٹ اور فومریٹ میں ہائیڈولائز کیا جا سکتا ہے (لارکن اینڈ ڈے، 1986)۔ متبادل راستے کا انتخاب جیو کیمیکل اور جینیاتی سطحوں پر گرام منفی اور گرام پازیٹو بیکٹیریا دونوں میں دیکھا گیا ہے (Morawski et al., 1997; Whyte et al., 1997)۔ گرام منفی بیکٹیریا (سیڈوموناس) سیلیسیلک ایسڈ کو استعمال کرنے کو ترجیح دیتے ہیں، جو کہ نیفتھلین میٹابولزم کا محرک ہے، اسے سیلیسیلیٹ 1-ہائیڈرو آکسیلیس (گبسن اور سبرامنین، 1984) کا استعمال کرتے ہوئے کیٹیکول میں ڈیکاربوکسیلیٹ کرتا ہے۔ دوسری طرف، گرام پازیٹو بیکٹیریا (روڈوکوکس) میں، سیلیسیلیٹ 5-ہائیڈروکسیلیس سیلیسیلک ایسڈ کو جینٹیسک ایسڈ میں تبدیل کرتا ہے، جب کہ سیلیسیلک ایسڈ کا نیفتھلین جینز کی نقل پر کوئی اثر انگیز اثر نہیں ہوتا ہے (گرنڈ ایٹ ال۔، 1992) (شکل 3)۔
یہ بتایا گیا ہے کہ سیوڈموناس CSV86، Oceanobacterium NCE312، Marinhomonas naphthotrophicus، Sphingomonas paucimobilis 2322، Vibrio cyclotrophus، Pseudomonas fluorescens LP6a، Pseudomonas deccobacterium اور مائیکوبیکیٹیریم جیسی انواع۔ monomethylnaphthalene یا dimethylnaphthalene (Dean-Raymond and Bartha, 1975; Cane and Williams, 1982; Mahajan et al., 1994; Dutta et al., 1998; Hedlund et al., 1999)۔ ان میں سے، 1-میتھائلنافتھلین اور 2-میتھائلنافتھلین انحطاط کا راستہ Pseudomonas sp. CSV86 کا بائیو کیمیکل اور انزیمیٹک سطحوں پر واضح طور پر مطالعہ کیا گیا ہے (Mahajan et al.، 1994)۔ 1-Methylnaphthalene دو راستوں سے میٹابولائز ہوتا ہے۔ سب سے پہلے، خوشبو دار انگوٹھی ہائیڈرو آکسیلیٹڈ ہے (میتھائل نافتھلین کی غیر متبادل انگوٹھی) cis-1,2-dihydroxy-1,2-dihydro-8-methylnaphthalene بناتی ہے، جسے مزید آکسائڈائز کیا جاتا ہے میتھائل سیلیسیلیٹ اور میتھل کیٹیکول، اور پھر کاربن وے وے (CarbonigureF3) کے بعد مرکزی میں داخل ہوتا ہے۔ اس راستے کو "کاربن سورس پاتھ وے" کہا جاتا ہے۔ دوسرے "ڈیٹوکسیفیکیشن پاتھ وے" میں، میتھائل گروپ کو این ڈی او کے ذریعے ہائیڈرو آکسیلیٹ کیا جا سکتا ہے تاکہ 1-ہائیڈرو آکسیمیتھیل نافتھلین بنایا جا سکے، جسے مزید 1-نیفتھوک ایسڈ میں آکسائڈائز کیا جاتا ہے اور ایک ڈیڈ اینڈ پروڈکٹ کے طور پر کلچر میڈیم میں خارج کیا جاتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ تناؤ CSV86 واحد کاربن اور توانائی کے ذریعہ کے طور پر 1- اور 2-نیفتھوک ایسڈ پر بڑھنے سے قاصر ہے، جو اس کے سم ربائی کے راستے کی تصدیق کرتا ہے (مہاجن ایٹ ال۔، 1994؛ باسو ایٹ ال۔، 2003)۔ 2-methylnaphthalene میں، میتھائل گروپ 2-hydroxymethylnaphthalene بنانے کے لیے ہائیڈروکسیلیس کے ذریعے ہائیڈروکسیلیشن سے گزرتا ہے۔ اس کے علاوہ، نیفتھلین رنگ کی غیر متبادل انگوٹھی ایک ڈائی ہائیڈروڈیول بنانے کے لیے رِنگ ہائیڈرو آکسیلیشن سے گزرتی ہے، جو 4-ہائیڈرو آکسیمیتھیلکیٹیکول میں آکسائڈائزڈ ہو کر انزائم کیٹالیزڈ ری ایکشنز کی ایک سیریز میں ہوتی ہے اور میٹا رِنگ کلیویج پاتھ وے کے ذریعے مرکزی کاربن پاتھ وے میں داخل ہوتی ہے۔ اسی طرح، S. paucimobilis 2322 کو NDO کو hydroxylate 2-methylnaphthalene کے لیے استعمال کرنے کی اطلاع ملی، جو مزید آکسیڈائز ہو کر میتھائل سیلیسیلیٹ اور میتھل کیٹیکول (Dutta et al.، 1998) بناتی ہے۔
Naphthoic acids (متبادل/غیر متبادل) detoxification/biotransformation by-products ہیں جو methylnaphthalene، phenanthrene اور anthracene کے انحطاط کے دوران بنتے ہیں اور خرچ شدہ کلچر میڈیم میں جاری کیے جاتے ہیں۔ یہ بتایا گیا ہے کہ مٹی الگ تھلگ Stenotrophomonas maltophilia CSV89 1-naphthoic acid کو کاربن ماخذ کے طور پر میٹابولائز کرنے کے قابل ہے (Phale et al., 1995)۔ میٹابولزم 1,2-dihydroxy-8-carboxynapthalene بنانے کے لیے خوشبو دار انگوٹھی کے ڈائی ہائیڈروکسیلیشن سے شروع ہوتا ہے۔ نتیجے میں آنے والا diol 2-hydroxy-3-carboxybenzylidenepyruvate، 3-formylsalicylic acid، 2-hydroxyisophthalic acid اور salicylic acid کے ذریعے catechol میں آکسائڈائز ہوتا ہے اور میٹا رنگ کلیویج پاتھ وے (شکل 3) کے ذریعے مرکزی کاربن پاتھ وے میں داخل ہوتا ہے۔
کارباریل ایک نیفتھائل کاربامیٹ کیڑے مار دوا ہے۔ 1970 کی دہائی میں ہندوستان میں سبز انقلاب کے بعد سے، کیمیائی کھادوں اور کیڑے مار ادویات کے استعمال کی وجہ سے زرعی نان پوائنٹ ذرائع سے پولی سائکلک ارومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAH) کے اخراج میں اضافہ ہوا ہے (پنگلی، 2012؛ دتگپتا وغیرہ، 2020)۔ ایک اندازے کے مطابق ہندوستان میں کل فصلی زمین کا 55% (85,722,000 ہیکٹر) کیمیائی کیڑے مار ادویات سے علاج کیا جاتا ہے۔ پچھلے پانچ سالوں میں (2015-2020)، ہندوستانی زرعی شعبے نے سالانہ اوسطاً 55,000 سے 60,000 ٹن کیڑے مار ادویات کا استعمال کیا ہے (محکمہ کوآپریٹیو اور کسانوں کی بہبود، وزارت زراعت، حکومت ہند، اگست 2020)۔ شمالی اور وسطی گنگا کے میدانی علاقوں میں (سب سے زیادہ آبادی اور آبادی کی کثافت والی ریاستیں)، فصلوں پر کیڑے مار ادویات کا استعمال بڑے پیمانے پر ہوتا ہے، جس میں کیڑے مار ادویات غالب ہیں۔ Carbaryl (1-naphthyl-N-methylcarbamate) ایک وسیع اسپیکٹرم ہے، جو اعتدال سے لے کر انتہائی زہریلے کاربامیٹ کیڑے مار دوا ہے جو ہندوستانی زراعت میں 100-110 ٹن کی اوسط شرح سے استعمال ہوتی ہے۔ یہ عام طور پر تجارتی نام Sevin کے تحت فروخت کیا جاتا ہے اور اس کا استعمال مختلف قسم کی فصلوں (مکئی، سویا بین، کپاس، پھل اور سبزیاں) کو متاثر کرنے والے کیڑوں (افڈس، فائر چیونٹی، پسو، مائٹس، مکڑیاں اور بہت سے دیگر بیرونی کیڑوں) کو کنٹرول کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ کچھ مائکروجنزم جیسے سیوڈموناس (NCIB 12042, 12043, C4, C5, C6, C7, Pseudomonas putida XWY-1), Rhodococcus (NCIB 12038), Sphingobacterium spp. (CF06)، Burkholderia (C3)، Micrococcus اور Arthrobacter کو دوسرے کیڑوں کو کنٹرول کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ اطلاع دی گئی ہے کہ RC100 کاربریل کو کم کر سکتا ہے (لارکن اینڈ ڈے، 1986؛ چپلاماڈوگو اور چوہدری، 1991؛ حیاتسو ایٹ ال۔، 1999؛ سویتھا اور پھلے، 2005؛ ترویدی وغیرہ، 2017)۔ کارباریل کے انحطاط کے راستے کا سیوڈموناس ایس پی کے مٹی کے الگ تھلگ میں بائیو کیمیکل، انزیمیٹک اور جینیاتی سطحوں پر بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے۔ تناؤ C4, C5 اور C6 (Swetha and Phale, 2005; Trivedi et al., 2016) (تصویر 3)۔ میٹابولک راستہ کاربریل ہائیڈرولیس (CH) کے ذریعہ ایسٹر بانڈ کے ہائیڈولیسس کے ساتھ شروع ہوتا ہے جس سے 1-نیفتھول، میتھیلامین اور کاربن ڈائی آکسائیڈ بنتا ہے۔ 1-نافتھول کو پھر 1-نیفتھول ہائیڈروکسیلیس (1-NH) کے ذریعے 1,2-ڈائی ہائیڈروکسینافتالین میں تبدیل کیا جاتا ہے، جو سیلیسیلیٹ اور جینٹیسیٹ کے ذریعے مرکزی کاربن پاتھ وے کے ذریعے مزید میٹابولائز ہوتا ہے۔ کچھ کارباریل کو کم کرنے والے بیکٹیریا کے بارے میں بتایا گیا ہے کہ وہ کیٹیکول آرتھو رِنگ (لارکن اینڈ ڈے، 1986؛ چپلاماڈوگو اور چوہدری، 1991) کے ذریعے سیلیسیلک ایسڈ میں میٹابولائز کرتے ہیں۔ خاص طور پر، نیفتھلین کو کم کرنے والے بیکٹیریا بنیادی طور پر سیلیسیلک ایسڈ کو کیٹیکول کے ذریعے میٹابولائز کرتے ہیں، جب کہ کارباریل ڈیگریڈنگ بیکٹیریا جینٹیسیٹ پاتھ وے کے ذریعے سیلیسیلک ایسڈ کو میٹابولائز کرنے کو ترجیح دیتے ہیں۔
Naphthalenesulfonic acid/disulfonic acid اور naphthylaminesulfonic acid کے مشتق اجزا رنگوں، گیلے کرنے والے ایجنٹوں، dispersants وغیرہ کی تیاری میں درمیان کے طور پر استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ اگرچہ یہ مرکبات انسانوں کے لیے کم زہریلے ہوتے ہیں، لیکن سائٹوٹوکسٹی کے جائزوں سے معلوم ہوا ہے کہ یہ مچھلیوں کے لیے مہلک ہیں 1994)۔ سیوڈموناس جینس کے نمائندوں کے بارے میں بتایا گیا ہے کہ وہ خوشبو دار انگوٹھی کے ڈبل ہائیڈرو آکسیلیشن کے ذریعے میٹابولزم شروع کرتے ہیں جس میں سلفونک ایسڈ گروپ ہوتا ہے تاکہ ڈائی ہائیڈروڈیول بنتا ہے، جسے مزید 1,2-dihydroxynapthalene میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ 1981)۔ نتیجے میں 1,2-dihydroxynaphthalene کلاسیکی نیفتھلین پاتھ وے، یعنی کیٹیکول یا جینٹیسیٹ پاتھ وے (شکل 4) کے ذریعے کیٹابولائز کیا جاتا ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ امینونا فیتھلین سلفونک ایسڈ اور ہائیڈروکسیناپتھلین سلفونک ایسڈ کو مکمل طور پر ملاوٹ شدہ بیکٹیریل کنسورشیا کے ساتھ تکمیلی کیٹابولک راستے (نورٹیمن ایٹ ال۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ کنسورشیم کا ایک رکن امینونافتھلین سلفونک ایسڈ یا ہائیڈروکسی نافتھلین سلفونک ایسڈ کو 1,2-ڈائی آکسیجنشن کے ذریعے ڈی سلفرائز کرتا ہے، جب کہ امینوسالیسلیٹ یا ہائیڈروکسی سائلیٹ کو کلچر میڈیم میں ڈیڈ اینڈ میٹابولائٹ کے طور پر چھوڑا جاتا ہے اور بعد میں دوسرے ممبران کے ذریعے اسے لیا جاتا ہے۔ Naphthalenedisulfonic ایسڈ نسبتاً قطبی ہے لیکن ناقص طور پر بایوڈیگریڈیبل ہے اور اس لیے اسے مختلف راستوں سے میٹابولائز کیا جا سکتا ہے۔ پہلی ڈیسلفرائزیشن خوشبو دار انگوٹھی اور سلفونک ایسڈ گروپ کے ریجیوسیلیٹو ڈائی ہائیڈروکسیلیشن کے دوران ہوتی ہے۔ دوسری ڈیسلفرائزیشن 5-سلفوسالیسیلک ایسڈ کے ہائیڈرو آکسیلیشن کے دوران ہوتی ہے جو سیلیسیلک ایسڈ 5-ہائیڈرو آکسیلیس کے ذریعے جینٹیزک ایسڈ بناتی ہے، جو مرکزی کاربن پاتھ وے (Brilon et al.، 1981) میں داخل ہوتا ہے (شکل 4)۔ نیفتھلین کے انحطاط کے لیے ذمہ دار انزائمز نیفتھلین سلفونیٹ میٹابولزم کے لیے بھی ذمہ دار ہیں (Brilon et al.، 1981؛ Keck et al.، 2006)۔
چترا 4. نیفتھلین سلفونیٹ انحطاط کے لیے میٹابولک راستے۔ حلقوں کے اندر کی تعداد نیفتھائل سلفونیٹ میٹابولزم کے لیے ذمہ دار انزائمز کی نمائندگی کرتی ہے، جو کہ FIG میں بیان کیے گئے انزائمز سے ملتے جلتے/مماثل ہیں۔ 3۔
کم مالیکیولر ویٹ PAHs (LMW-PAHs) کم کرنے کے قابل، ہائیڈروفوبک اور ناقص حل پذیر ہوتے ہیں، اور اس وجہ سے قدرتی خرابی/ انحطاط کے لیے حساس نہیں ہوتے۔ تاہم، ایروبک مائکروجنزم سالماتی آکسیجن (O2) کو جذب کرکے اسے آکسائڈائز کرنے کے قابل ہیں۔ یہ انزائمز بنیادی طور پر oxidoreductases کے طبقے سے تعلق رکھتے ہیں اور یہ مختلف رد عمل انجام دے سکتے ہیں جیسے کہ خوشبو دار رنگ ہائیڈرو آکسیلیشن (mono- یا dihydroxylation)، dehydrogenation اور aromatic ring cleavage۔ ان رد عمل سے حاصل ہونے والی مصنوعات زیادہ آکسیکرن حالت میں ہوتی ہیں اور مرکزی کاربن پاتھ وے (Phale et al., 2020) کے ذریعے زیادہ آسانی سے میٹابولائز ہوتی ہیں۔ انحطاط کے راستے میں موجود خامروں کو ناقابل قبول بتایا گیا ہے۔ ان انزائمز کی سرگرمی بہت کم یا نہ ہونے کے برابر ہوتی ہے جب خلیات سادہ کاربن ذرائع جیسے گلوکوز یا نامیاتی تیزاب پر اگائے جاتے ہیں۔ جدول 3 نیفتھلین اور اس کے مشتقات کے میٹابولزم میں شامل مختلف خامروں (آکسیجنز، ہائیڈرولاسیس، ڈیہائیڈروجنیز، آکسیڈیسس وغیرہ) کا خلاصہ کرتا ہے۔
جدول 3. نیفتھلین اور اس کے مشتقات کے انحطاط کے لیے ذمہ دار خامروں کی حیاتیاتی کیمیائی خصوصیات۔
ریڈیوآئسوٹوپ اسٹڈیز (18O2) نے یہ ظاہر کیا ہے کہ سالماتی O2 کو آکسیجنز کے ذریعہ خوشبو دار حلقوں میں شامل کرنا کسی کمپاؤنڈ کی مزید بائیو ڈی گریڈیشن کو فعال کرنے میں سب سے اہم قدم ہے (Hayaishi et al., 1955; Mason et al., 1955)۔ مالیکیولر آکسیجن (O2) سے ایک آکسیجن ایٹم (O) کو سبسٹریٹ میں شامل کرنا یا تو endogenous یا exogenous monooxygenases (جسے hydroxylases بھی کہا جاتا ہے) کے ذریعے شروع کیا جاتا ہے۔ ایک اور آکسیجن ایٹم پانی میں کم ہو جاتا ہے۔ Exogenous monooxygenases flavin کو NADH یا NADPH کے ساتھ کم کرتے ہیں، جبکہ اینڈومونو آکسیجنز میں فلاوین کو سبسٹریٹ سے کم کیا جاتا ہے۔ ہائیڈرو آکسیلیشن کی پوزیشن مصنوعات کی تشکیل میں تنوع کا نتیجہ ہے۔ مثال کے طور پر، سیلیسیلیٹ 1-ہائیڈرو آکسیلیس ہائیڈرو آکسیلیٹ سیلیسیلک ایسڈ C1 پوزیشن پر، کیٹیکول بناتا ہے۔ دوسری طرف، ملٹی کمپوننٹ سیلیسیلیٹ 5-ہائیڈرو آکسیلیس (جس میں ریڈکٹیس، فیریڈوکسین، اور آکسیجنز سبونائٹس شامل ہیں) C5 پوزیشن پر ہائیڈرو آکسیلیٹ سیلیسیلک ایسڈ بناتا ہے، جس سے جینٹسک ایسڈ بنتا ہے (یاماموٹو ایٹ ال۔، 1965)۔
ڈائی آکسیجنز دو O2 ایٹموں کو سبسٹریٹ میں شامل کرتے ہیں۔ تشکیل شدہ مصنوعات پر منحصر ہے، وہ رنگ ہائیڈروکسیلیٹ ڈائی آکسیجنز اور رنگ کلیونگ ڈائی آکسیجنز میں تقسیم ہوتے ہیں۔ رنگ hydroxylating dioxygenases خوشبودار ذیلی ذخائر کو cis-dihydrodiols (مثال کے طور پر، naphthalene) میں تبدیل کرتے ہیں اور بیکٹیریا کے درمیان بڑے پیمانے پر ہوتے ہیں۔ آج تک، یہ دکھایا گیا ہے کہ رنگ ہائیڈرو آکسیلیٹ ڈائی آکسیجنز پر مشتمل حیاتیات مختلف خوشبودار کاربن ذرائع پر بڑھنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، اور ان انزائمز کی درجہ بندی NDO (naphthalene)، ٹولین ڈائی آکسیجن (TDO، toluene)، اور biphenyl dioxygenase (BPDO، biphenyl) کے طور پر کی گئی ہے۔ این ڈی او اور بی پی ڈی او دونوں مختلف پولی سائکلک آرومیٹک ہائیڈرو کاربن (ٹولوئین، نائٹروٹولیوین، زائلین، ایتھائل بینزین، نیفتھلین، بائفنائل، فلورین، انڈول، میتھائل نافتھلین، نیفتھلین، نیفتھلین، انڈول، میتھائلنافتھلین، نفتھلین، اینتھلیس، این ڈی او) کے ڈبل آکسیڈیشن اور سائڈ چین ہائیڈرو آکسیلیشن کو متحرک کرسکتے ہیں۔ acetophenone، وغیرہ) (Boyd and Sheldrake, 1998; Phale et al., 2020)۔ این ڈی او ایک ملٹی کمپوننٹ سسٹم ہے جس میں ایک آکسیڈورڈکٹیس، ایک فیریڈوکسین، اور ایک فعال سائٹ پر مشتمل آکسیجن جزو ہے (گبسن اور سبرامنین، 1984؛ ریسنک ایٹ ال۔، 1996)۔ NDO کی کیٹلیٹک یونٹ ایک بڑے α سبونائٹ اور ایک چھوٹے β سبونائٹ پر مشتمل ہوتا ہے جو α3β3 ترتیب میں ترتیب دیا جاتا ہے۔ NDO کا تعلق آکسیجنز کے ایک بڑے خاندان سے ہے اور اس کے α-subunit میں ایک Rieske سائٹ [2Fe-2S] اور ایک مونو نیوکلیئر نان ہیم آئرن ہوتا ہے، جو NDO کی سبسٹریٹ مخصوصیت کا تعین کرتا ہے (Parales et al., 1998)۔ عام طور پر، ایک اتپریرک سائیکل میں، پائریڈائن نیوکلیوٹائڈ کی کمی سے دو الیکٹرانز کو ایک ریڈکٹیس، ایک فیریڈوکسین اور ایک ریسکی سائٹ کے ذریعے فعال سائٹ میں Fe(II) آئن میں منتقل کیا جاتا ہے۔ کم کرنے والے مساوی مالیکیولر آکسیجن کو چالو کرتے ہیں، جو سبسٹریٹ ڈائی ہائیڈروکسیلیشن کے لیے ایک شرط ہے (Ferraro et al.، 2005)۔ آج تک، صرف چند این ڈی اوز کو مختلف تناؤ سے پاک کیا گیا ہے اور ان کی خصوصیت کی گئی ہے اور نیفتھلین انحطاط میں شامل راستوں کے جینیاتی کنٹرول کا تفصیل سے مطالعہ کیا گیا ہے (Resnick et al., 1996; Parales et al., 1998; Karlsson et al., 2003)۔ رنگ-کلیونگ ڈائی آکسیجنز (اینڈو- یا آرتھو-رنگ-کلیونگ انزائمز اور ایکسوڈیول- یا میٹا-رنگ-کلیونگ انزائمز) ہائیڈرو آکسیلیٹڈ خوشبودار مرکبات پر کام کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، آرتھو-رنگ-کلیونگ ڈائی آکسیجنز catechol-1,2-dioxygenase ہے، جبکہ meta-ring-cleaving dioxygenase catechol-2,3-dioxygenase ہے (Kojima et al., 1961; Nozaki et al., 1968)۔ مختلف آکسیجنز کے علاوہ، خوشبو دار ڈائی ہائیڈروڈیولز، الکوحل اور الڈیہائڈز کے ڈی ہائیڈروجنیشن کے لیے ذمہ دار مختلف ڈی ہائیڈروجنیزز بھی ہیں اور NAD+/NADP+ کو الیکٹران قبول کرنے والے کے طور پر استعمال کرتے ہیں، جو میٹابولزم میں شامل کچھ اہم انزائمز ہیں (گبسن اور سبرامنین، 1984؛ شا اور ہرایا، 1984؛ 1984؛ 1984؛ 1984؛ 1999؛ 1999؛ 1999؛ 1990؛ 2020)۔
انزائمز جیسے ہائیڈرولاسیس (ایسٹریسیس، امیڈیز) انزائمز کا دوسرا اہم طبقہ ہے جو ہم آہنگی کے بندھنوں کو توڑنے کے لیے پانی کا استعمال کرتا ہے اور سبسٹریٹ کی وسیع خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ کاربریل ہائیڈرولیس اور دیگر ہائیڈرولیسس کو گرام منفی بیکٹیریا (کامینی ایٹ ال۔، 2018) کے ارکان میں پیری پلاسم (ٹرانس میمبرین) کے اجزاء سمجھا جاتا ہے۔ کاربریل میں امائڈ اور ایسٹر دونوں کا تعلق ہے۔ لہذا، اسے 1-نیفتھول بنانے کے لیے ایسٹراس یا امیڈیس کے ذریعے ہائیڈولائز کیا جا سکتا ہے۔ Rhizobium rhizobium strain AC10023 اور Arthrobacter strain RC100 میں Carbaryl کو بالترتیب ایک esterase اور amidase کے طور پر کام کرنے کی اطلاع دی گئی ہے۔ آرتھروبیکٹر سٹرین RC100 میں کارباریل بھی ایک امیڈیس کے طور پر کام کرتا ہے۔ RC100 کو چار N-methylcarbamate کلاس کے کیڑے مار ادویات جیسے carbaryl، methomyl، mefenamic acid اور XMC (Hayaatsu et al.، 2001) کو ہائیڈولائز کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے۔ بتایا گیا ہے کہ سیوڈموناس ایس پی میں سی ایچ۔ C5pp carbaryl (100% سرگرمی) اور 1-naphthyl acetate (36% activity) پر کام کر سکتا ہے، لیکن 1-naphthylacetamide پر نہیں، اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ یہ ایک esterase ہے (Trivedi et al.، 2016)۔
بائیو کیمیکل اسٹڈیز، انزائم ریگولیشن پیٹرن، اور جینیاتی تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ نیفتھلین کے انحطاط کے جینز دو inducible ریگولیٹری یونٹس یا "operons" پر مشتمل ہوتے ہیں: nah ("اوپر اسٹریم پاتھ وے"، نیفتھلین کو سیلیسیلک ایسڈ میں تبدیل کرتا ہے) اور سال ("ڈاؤن اسٹریم سیلیک ایسڈ وے"، کاربن ٹیک وے کو سینٹرل ایسڈ میں تبدیل کرتا ہے)۔ سیلیسیلک ایسڈ اور اس کے اینالاگز انڈیوسرز کے طور پر کام کر سکتے ہیں (شمس الزمان اور بارنسلے، 1974)۔ گلوکوز یا نامیاتی تیزاب کی موجودگی میں، اوپرون کو دبایا جاتا ہے۔ شکل 5 نیفتھلین کے انحطاط کی مکمل جینیاتی تنظیم کو ظاہر کرتی ہے (اوپرون کی شکل میں)۔ nah جین (ndo/pah/dox) کی متعدد نامی شکلیں/شکلیں بیان کی گئی ہیں اور ان میں Pseudomonas کی تمام انواع (Abbasian et al.، 2016) میں اعلیٰ ترتیب ہومولوجی (90%) پائی گئی ہے۔ نیفتھلین اپ اسٹریم پاتھ وے کے جینز کو عام طور پر ایک متفقہ ترتیب میں ترتیب دیا گیا تھا جیسا کہ شکل 5A میں دکھایا گیا ہے۔ ایک اور جین، nahQ، کے بھی نیفتھلین میٹابولزم میں ملوث ہونے کی اطلاع ملی ہے اور یہ عام طور پر nahC اور nahE کے درمیان واقع تھا، لیکن اس کے اصل کام کی وضاحت کرنا باقی ہے۔ اسی طرح، nahY جین، جو نیفتھلین حساس کیموٹیکسس کے لیے ذمہ دار ہے، کچھ ارکان میں ناہ اوپیرون کے دور دراز سرے پر پایا گیا۔ Ralstonia sp. میں، U2 جین انکوڈنگ glutathione S-transferase (gsh) nahAa اور nahAb کے درمیان پایا گیا لیکن اس نے نیفتھلین کے استعمال کی خصوصیات کو متاثر نہیں کیا (Zylstra et al.، 1997)۔
چترا 5. بیکٹیریل انواع میں نیفتھلین کے انحطاط کے دوران جینیاتی تنظیم اور تنوع کا مشاہدہ کیا گیا ہے۔ (A) اوپری نیفتھلین کا راستہ، نیفتھلین کا سیلیسیلک ایسڈ سے میٹابولزم؛ (ب) نیفتھلین کا نچلا راستہ، سیلیسیلک ایسڈ کیٹیکول کے ذریعے مرکزی کاربن پاتھ وے تک؛ (C) سیلیسیلک ایسڈ gentisate کے ذریعے مرکزی کاربن پاتھ وے تک۔
"لوئر پاتھ وے" (سال اوپیرون) عام طور پر nahGTHINLMOKJ پر مشتمل ہوتا ہے اور کیٹیکول میٹیرنگ کلیویج پاتھ وے کے ذریعے سیلسیلیٹ کو پائروویٹ اور ایسٹیلڈہائڈ میں تبدیل کرتا ہے۔ nahG جین (انکوڈنگ سیلیسیلیٹ ہائیڈروکسیلیس) کو اوپیرون (تصویر 5B) کے قربت کے آخر میں محفوظ پایا گیا۔ دیگر نیفتھلین کو کم کرنے والے تناؤ کے مقابلے میں، P. پوٹیڈا CSV86 میں ناہ اور سال اوپیرون ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں اور بہت قریب سے متعلق ہیں (تقریباً 7.5 kb)۔ کچھ گرام منفی بیکٹیریا میں، جیسے Ralstonia sp. U2، Polaromonas naphthalenivorans CJ2، اور P. putida AK5، نیفتھلین کو مرکزی کاربن میٹابولائٹ کے طور پر gentisate پاتھ وے (sgp/nag operon کی شکل میں) کے ذریعے میٹابولائز کیا جاتا ہے۔ جین کیسٹ کو عام طور پر nagAaGHAbAcAdBFCQEDJI کی شکل میں دکھایا جاتا ہے، جہاں nagR (ایک LysR قسم کے ریگولیٹر کو انکوڈنگ) اوپری سرے پر واقع ہوتا ہے (شکل 5C)۔
کاربریل مرکزی کاربن سائیکل میں 1-نافتھول، 1,2-ڈائی ہائیڈروکسی نافتالین، سیلیسیلک ایسڈ، اور جینٹیسک ایسڈ (شکل 3) کے میٹابولزم کے ذریعے داخل ہوتا ہے۔ جینیاتی اور میٹابولک اسٹڈیز کی بنیاد پر، اس راستے کو "اوپر اسٹریم" (کاربریل کو سیلیسیلک ایسڈ میں تبدیل کرنا)، "درمیانی" (سیلیسلک ایسڈ کو جینٹیسک ایسڈ میں تبدیل کرنا)، اور "ڈاؤن اسٹریم" (جینٹیسک ایسڈ کو سینٹرل کاربن پاتھ وے انٹرمیڈیٹس میں تبدیل کرنا، al2S) میں تقسیم کرنے کی تجویز پیش کی گئی ہے۔ C5pp (supercontig A, 76.3 kb) کے جینومک تجزیے سے یہ بات سامنے آئی کہ mcbACBDEF جین کارباریل کو سیلیسیلک ایسڈ میں تبدیل کرنے میں ملوث ہے، اس کے بعد سیلیسیلک ایسڈ کو جینٹیسک ایسڈ میں تبدیل کرنے میں mcbIJKL، اور mcbOQP کے سینٹرل ایسڈ میں کاربریل اور انٹرمیڈیا (انٹرکونٹیگ ایسڈ) میں شامل ہے۔ pyruvate، Trivedi et al.، 2016) (شکل 6)۔
یہ بتایا گیا ہے کہ خوشبودار ہائیڈرو کاربن (بشمول نیفتھلین اور سیلیسیلک ایسڈ) کے انحطاط میں ملوث انزائمز کو متعلقہ مرکبات کی طرف سے حوصلہ افزائی کی جا سکتی ہے اور سادہ کاربن ذرائع جیسے گلوکوز یا نامیاتی تیزاب (شنگلر، 2003؛ Phale et al. نیفتھلین اور اس کے مشتقات کے مختلف میٹابولک راستوں میں سے، نیفتھلین اور کاربریل کی ریگولیٹری خصوصیات کا کچھ حد تک مطالعہ کیا گیا ہے۔ نیفتھلین کے لیے، اپ اسٹریم اور ڈاون اسٹریم دونوں راستوں میں جینز NahR کے ذریعے ریگولیٹ کیے جاتے ہیں، ایک LysR قسم کا ٹرانس ایکٹنگ مثبت ریگولیٹر۔ یہ سیلیسیلک ایسڈ اور اس کے بعد کے اعلی سطحی اظہار (ین اور گنسالس، 1982) کے ذریعہ ناہ جین کی شمولیت کے لئے ضروری ہے۔ مزید برآں، مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ انٹیگریٹیو ہوسٹ فیکٹر (IHF) اور XylR (سگما 54 پر منحصر ٹرانسکرپشن ریگولیٹر) بھی نیفتھلین میٹابولزم میں جینوں کی ٹرانسکرٹریشنل ایکٹیویشن کے لیے اہم ہیں (Ramos et al.، 1997)۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کیٹیکول میٹا-رنگ اوپننگ پاتھ وے کے انزائمز، یعنی catechol 2,3-dioxygenase، نیفتھلین اور/یا سیلیسیلک ایسڈ کی موجودگی میں پیدا ہوتے ہیں (Basu et al.، 2006)۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کیٹیکول آرتھو-رنگ اوپننگ پاتھ وے کے انزائمز، یعنی catechol 1,2-dioxygenase، بینزوک ایسڈ اور cis,cis-muconate (پارسیک ایٹ ال۔، 1994؛ ٹوور ایٹ ال۔، 2001) کی موجودگی میں پیدا ہوتے ہیں۔
تناؤ C5pp میں، پانچ جینز، mcbG، mcbH، mcbN، mcbR اور mcbS، انکوڈ ریگولیٹرز جن کا تعلق LysR/TetR خاندان سے تعلق رکھنے والے ٹرانسکریشنل ریگولیٹرز کارباریل انحطاط کو کنٹرول کرنے کے لیے ذمہ دار ہے۔ ہومولوگس جین ایم سی بی جی کا سب سے زیادہ قریبی تعلق LysR قسم کے ریگولیٹر PhnS (58% امینو ایسڈ شناخت) سے پایا گیا جو Burkholderia RP00725 (Trivedi et al.، 2016) میں phenanthrene میٹابولزم میں ملوث ہے۔ mcbH جین انٹرمیڈیٹ پاتھ وے (سیلیسیلک ایسڈ کو جینٹیسک ایسڈ میں تبدیل کرنا) میں ملوث پایا گیا اور اس کا تعلق سیوڈموناس اور برکھولڈیریا میں LysR قسم کے ٹرانسکرپشن ریگولیٹر NagR/DntR/NahR سے ہے۔ اس خاندان کے افراد کو سیلیسیلک ایسڈ کو انحطاطی جینوں کی شمولیت کے لیے ایک مخصوص اثر والے مالیکیول کے طور پر تسلیم کرنے کی اطلاع ملی ہے۔ دوسری طرف، تین جینز، mcbN، mcbR اور mcbS، جن کا تعلق LysR اور TetR قسم کے ٹرانسکریشنل ریگولیٹرز سے ہے، کی شناخت نیچے کی طرف جانے والے راستے (جینٹیزیٹ سینٹرل کاربن پاتھ وے میٹابولائٹس) میں کی گئی۔
پروکیریٹس میں، پلاسمڈ، ٹرانسپوسن، پروپیگس، جینومک جزیرے، اور انٹیگریٹیو کنجوگیٹیو عناصر (ICE) کے ذریعے افقی جین کی منتقلی کے عمل (حصول، تبادلہ، یا منتقلی) بیکٹیریل جینوم میں پلاسٹکٹی کی بڑی وجوہات ہیں، جس سے مخصوص افعال/خصائص کا فائدہ یا نقصان ہوتا ہے۔ یہ بیکٹیریا کو مختلف ماحولیاتی حالات میں تیزی سے موافقت کرنے کی اجازت دیتا ہے، میزبان کو ممکنہ انکولی میٹابولک فوائد فراہم کرتا ہے، جیسے خوشبو دار مرکبات کا انحطاط۔ میٹابولک تبدیلیاں اکثر انحطاط والے اوپیرونز، ان کے ریگولیٹری میکانزم، اور انزائم کی خصوصیات کی ٹھیک ٹیوننگ کے ذریعے حاصل کی جاتی ہیں، جو خوشبو دار مرکبات کی وسیع رینج کے انحطاط کو آسان بناتی ہیں (Nojiri et al., 2004; Phale et al., 2019, 2020)۔ نیفتھلین کے انحطاط کے لیے جین کیسٹ مختلف قسم کے موبائل عناصر پر پائے گئے ہیں جیسے کہ پلاسمڈز (مشترک اور غیر کنجوجیٹیو)، ٹرانسپوسن، جینوم، آئی سی ای، اور مختلف بیکٹیریل انواع کے امتزاج (شکل 5)۔ Pseudomonas G7 میں، پلازمڈ NAH7 کے nah اور sal operons کو ایک ہی سمت میں نقل کیا گیا ہے اور یہ ایک عیب دار ٹرانسپوسن کا حصہ ہیں جس کو متحرک کرنے کے لیے ٹرانسپوز Tn4653 کی ضرورت ہوتی ہے (سوٹا ایٹ ال۔، 2006)۔ Pseudomonas strain NCIB9816-4 میں، جین conjugative plasmid pDTG1 پر دو operons (تقریباً 15 kb کے علاوہ) کے طور پر پایا گیا تھا جو مخالف سمتوں میں نقل کیا گیا تھا (ڈینس اور زیلسٹرا، 2004)۔ Pseudomonas putida strain AK5 میں، غیر conjugative plasmid pAK5 gentisate پاتھ وے (Izmalkova et al.، 2013) کے ذریعے نیفتھلین کے انحطاط کے لیے ذمہ دار انزائم کو انکوڈ کرتا ہے۔ Pseudomonas strain PMD-1 میں، nah operon کروموسوم پر واقع ہے، جب کہ سال operon conjugative plasmid pMWD-1 (Zuniga et al.، 1981) پر واقع ہے۔ تاہم، Pseudomonas stutzeri AN10 میں، تمام نیپتھلین انحطاط والے جین (nah اور sal operons) کروموسوم پر واقع ہیں اور ممکنہ طور پر ٹرانسپوزیشن، recombination، اور rearrangement کے واقعات (Bosch et al.، 2000) کے ذریعے بھرتی کیے گئے ہیں۔ Pseudomonas sp میں. CSV86، nah اور sal operons ICE (ICECSV86) کی شکل میں جینوم میں واقع ہیں۔ ڈھانچے کو tRNAGly کے ذریعے محفوظ کیا جاتا ہے جس کے بعد براہ راست دہرایا جاتا ہے جو دوبارہ ملاپ/اٹیچمنٹ سائٹس (attR اور attL) کی نشاندہی کرتا ہے اور tRNAGly کے دونوں سروں پر واقع ایک فیز جیسا انٹیگریس ہوتا ہے، اس طرح ساختی طور پر ICEclc عنصر (ICEclcB13 in Pseudomonas decolochlochnagradation) سے ملتا جلتا ہے۔ یہ اطلاع دی گئی ہے کہ ICE پر جین انتہائی کم ٹرانسفر فریکوئنسی (10-8) کے ساتھ کنجوجیشن کے ذریعے منتقل کیے جا سکتے ہیں، اس طرح انحطاطی خصوصیات وصول کنندہ کو منتقل ہوتی ہیں (Basu and Phale, 2008; Phale et al., 2019)۔
کاربریل انحطاط کے لیے ذمہ دار زیادہ تر جین پلازمیڈ پر واقع ہیں۔ آرتھروبیکٹر ایس پی۔ RC100 میں تین پلازمیڈ (pRC1، pRC2 اور pRC300) ہوتے ہیں جن میں سے دو conjugative plasmids، pRC1 اور pRC2، انزائمز کو انکوڈ کرتے ہیں جو کاربیرل کو جینٹیزیٹ میں تبدیل کرتے ہیں۔ دوسری طرف، مرکزی کاربن میٹابولائٹس میں gentisate کی تبدیلی میں شامل انزائمز کروموسوم پر واقع ہیں (Hayaatsu et al.، 1999)۔ رائزوبیم جینس کے بیکٹیریا۔ سٹرین AC100، جو کاربریل کو 1-نیفتھول میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، پلاسمڈ pAC200 پر مشتمل ہوتا ہے، جو Tnceh ٹرانسپوسن کے حصے کے طور پر cehA جین کو انکوڈنگ کرتا ہے جس کے ارد گرد داخل کرنے والے عنصر کی طرح کی ترتیب (istA اور istB) (Hashimoto et al 02, 02) ہے۔ Sphingomonas strain CF06 میں، خیال کیا جاتا ہے کہ carbaryl degradation gen پانچ پلازمیڈ میں موجود ہے: pCF01، pCF02، pCF03، pCF04، اور pCF05۔ ان پلازمیڈز کی ڈی این اے ہومولوجی زیادہ ہے، جو کہ جین کی نقل کے واقعے کی موجودگی کی نشاندہی کرتی ہے (فینگ ایٹ ال۔، 1997)۔ دو Pseudomonas پرجاتیوں پر مشتمل ایک carbaryl-degrading symbiont میں، strain 50581 ایک conjugative plasmid pCD1 (50 kb) پر مشتمل ہوتا ہے جو mcd carbaryl hydrolase جین کو انکوڈنگ کرتا ہے، جبکہ conjugative plasmid in strain 50552-engrade-engrade (چپلامادوگو اور چوہدری، 1991)۔ Achromobacter strain WM111 میں، mcd furadan hydrolase جین 100 kb پلاسمیڈ (pPDL11) پر واقع ہے۔ یہ جین مختلف جغرافیائی خطوں کے مختلف بیکٹیریا میں مختلف پلازمیڈز (100، 105، 115 یا 124 kb) پر موجود دکھایا گیا ہے (Parekh et al.، 1995)۔ Pseudomonas sp میں. C5pp، کاربریل انحطاط کے لیے ذمہ دار تمام جینز 76.3 kb تسلسل کے جینوم میں واقع ہیں (ترویدی ایٹ ال۔، 2016)۔ جینوم کے تجزیے (6.15 Mb) سے 42 MGEs اور 36 GEIs کی موجودگی کا انکشاف ہوا، جن میں سے 17 MGEs supercontig A (76.3 kb) میں اوسطاً غیر متناسب G+C مواد (54–60 mol%) کے ساتھ واقع تھے، جو ممکنہ افقی جین کی منتقلی کے واقعات کی تجویز کرتے ہیں۔ P. putida XWY-1 کارباریل کو کم کرنے والے جینز کے اسی طرح کے انتظامات کی نمائش کرتا ہے، لیکن یہ جینز پلازمیڈ پر واقع ہیں (Zhu et al., 2019)۔
بائیو کیمیکل اور جینومک سطحوں پر میٹابولک کارکردگی کے علاوہ، مائکروجنزم دیگر خصوصیات یا ردعمل کو بھی ظاہر کرتے ہیں جیسے کیموٹیکسس، سیل کی سطح میں ترمیم کی خصوصیات، کمپارٹمنٹلائزیشن، ترجیحی استعمال، بائیو سرفیکٹنٹ کی پیداوار، وغیرہ، جو انہیں خوشبودار ماحول میں زیادہ مؤثر طریقے سے میٹابولائز کرنے میں مدد کرتے ہیں۔
شکل 7. غیر ملکی آلودگی پھیلانے والے مرکبات کی موثر بایوڈیگریڈیشن کے لیے مثالی خوشبو دار ہائیڈرو کاربن کو کم کرنے والے بیکٹیریا کی مختلف سیلولر ردعمل کی حکمت عملی۔
کیموٹیکٹک ردعمل کو متضاد طور پر آلودہ ماحولیاتی نظام میں نامیاتی آلودگیوں کے انحطاط کو بڑھانے والے عوامل سمجھا جاتا ہے۔ (2002) نے ثابت کیا کہ سیوڈموناس ایس پی کے کیموٹیکسس۔ جی 7 سے نیفتھلین نے آبی نظاموں میں نیفتھلین کے انحطاط کی شرح میں اضافہ کیا۔ جنگلی قسم کے تناؤ G7 نے نیفتھلین کو کیموٹیکسس کی کمی والے اتپریورتی تناؤ سے کہیں زیادہ تیزی سے تنزلی کی۔ NahY پروٹین (538 امینو ایسڈز میمبرین ٹوپولوجی کے ساتھ) NAH7 پلاسمڈ پر میٹاکلیویج پاتھ وے جینز کے ساتھ مل کر نقل کیا گیا تھا، اور کیموٹیکسس ٹرانسڈیوسرز کی طرح، یہ پروٹین نیفتھلین انحطاط (گرم اور ہاروڈ 1997) کے لیے کیمورسیپٹر کے طور پر کام کرتا دکھائی دیتا ہے۔ Hansel et al کا ایک اور مطالعہ۔ (2009) سے پتہ چلتا ہے کہ پروٹین کیموٹیکٹک ہے، لیکن اس کے انحطاط کی شرح زیادہ ہے۔ (2011) نے Pseudomonas (P. putida) کے گیسی نیفتھلین کے لیے کیموٹیکٹک ردعمل کا مظاہرہ کیا، جس میں گیس کے مرحلے کے پھیلاؤ کے نتیجے میں خلیات میں نیفتھلین کا مستقل بہاؤ ہوا، جس نے خلیوں کے کیموٹیکٹک ردعمل کو کنٹرول کیا۔ محققین نے اس کیموٹیکٹک رویے کو انجینئر مائکروبس کے لیے استعمال کیا جو انحطاط کی شرح میں اضافہ کرے گا۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کیموسنسری راستے دوسرے سیلولر افعال کو بھی منظم کرتے ہیں جیسے سیل ڈویژن، سیل سائیکل ریگولیشن، اور بائیو فلم کی تشکیل، اس طرح انحطاط کی شرح کو کنٹرول کرنے میں مدد ملتی ہے۔ تاہم، موثر انحطاط کے لیے اس خاصیت (کیموٹیکس) کو استعمال کرنے میں کئی رکاوٹیں حائل ہیں۔ بڑی رکاوٹیں ہیں: (a) مختلف پیرالوگس ریسیپٹرز ایک ہی مرکبات/لیگینڈز کو پہچانتے ہیں۔ (b) متبادل رسیپٹرز کا وجود، یعنی توانائی بخش ٹراپزم؛ (c) ایک ہی ریسیپٹر فیملی کے حسی ڈومینز میں اہم ترتیب کے فرق؛ اور (d) بڑے بیکٹیریل سینسر پروٹین کے بارے میں معلومات کی کمی (اورٹیگا ایٹ ال۔، 2017؛ مارٹن-مورا ایٹ ال۔، 2018)۔ بعض اوقات، خوشبودار ہائیڈرو کاربن کی بایوڈیگریڈیشن متعدد میٹابولائٹس/انٹرمیڈیٹس پیدا کرتی ہے، جو بیکٹیریا کے ایک گروپ کے لیے کیموٹیکٹک ہو سکتے ہیں لیکن دوسروں کے لیے مکروہ، عمل کو مزید پیچیدہ بنا دیتے ہیں۔ کیمیکل ریسیپٹرز کے ساتھ لیگنڈز (خوشبودار ہائیڈرو کاربن) کے تعاملات کی نشاندہی کرنے کے لیے، ہم نے سیوڈموناس پوٹیڈا اور ایسچریچیا کولی کے سینسر اور سگنلنگ ڈومینز کو فیوز کرکے ہائبرڈ سینسر پروٹین (PcaY، McfR، اور NahY) بنائے، جو ریسیپٹرز کو نشانہ بناتے ہیں، ٹیرومیٹک ایسڈ، ٹیرومیٹک ایسڈ اور ٹیرومیٹک کے لیے (Luu et al.، 2019)۔
نیفتھلین اور دیگر پولی سائکلک آرومیٹک ہائیڈرو کاربن (PAHs) کے زیر اثر، بیکٹیریل جھلی کی ساخت اور مائکروجنزموں کی سالمیت میں نمایاں تبدیلیاں آتی ہیں۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ نیفتھلین ہائیڈروفوبک تعاملات کے ذریعے ایسیل چین کے تعامل میں مداخلت کرتا ہے ، اس طرح جھلی کی سوجن اور روانی میں اضافہ ہوتا ہے (Sikkema et al., 1995)۔ اس نقصان دہ اثر کا مقابلہ کرنے کے لیے، بیکٹیریا iso/anteiso برانچڈ چین فیٹی ایسڈز کے درمیان تناسب اور فیٹی ایسڈ کی ساخت کو تبدیل کرکے اور cis-unsaturated فیٹی ایسڈز کو متعلقہ ٹرانس آئسومر (Heipieper اور de Bont, 1994) میں آئسومرائز کرکے جھلی کی روانی کو منظم کرتے ہیں۔ نیفتھلین ٹریٹمنٹ پر اگائے جانے والے سیوڈموناس اسٹٹزیری میں، سیچوریٹڈ سے غیر سیر شدہ فیٹی ایسڈ کا تناسب 1.1 سے بڑھ کر 2.1 ہو گیا، جب کہ سیوڈموناس جے ایس 150 میں یہ تناسب 7.5 سے بڑھ کر 12.0 ہو گیا (Mrozik et al.، 2004)۔ جب نیفتھلین پر اگایا جاتا ہے تو، اچروموبیکٹر KAs 3–5 خلیات نے نیفتھلین کرسٹل کے ارد گرد خلیے کی جمع کی نمائش کی اور سیل کی سطح کے چارج میں کمی (-22.5 سے -2.5 mV تک) کے ساتھ ساتھ سائٹوپلاسمک کنڈینسیشن اور ویکیولائزیشن، سیل کی خصوصیات اور سیل کی خصوصیات میں تبدیلیوں کی نشاندہی کرتا ہے۔ 2019)۔ اگرچہ سیلولر/سطح کی تبدیلیوں کا براہ راست تعلق خوشبودار آلودگیوں کے بہتر استعمال سے ہے، تاہم بایو انجینیئرنگ کی متعلقہ حکمت عملیوں کو اچھی طرح سے بہتر نہیں بنایا گیا ہے۔ حیاتیاتی عمل کو بہتر بنانے کے لیے خلیے کی شکل میں ہیرا پھیری کا استعمال شاذ و نادر ہی ہوا ہے (وولکے اور نکیل، 2018)۔ خلیوں کی تقسیم کو متاثر کرنے والے جینوں کا حذف ہونا سیل کی شکل میں تبدیلیوں کا سبب بنتا ہے۔ خلیوں کی تقسیم کو متاثر کرنے والے جینوں کا حذف ہونا سیل کی شکل میں تبدیلیوں کا سبب بنتا ہے۔ Bacillus subtilis میں، سیل سیپٹم پروٹین SepF کو سیپٹم کی تشکیل میں ملوث دکھایا گیا ہے اور سیل ڈویژن کے بعد کے مراحل کے لیے ضروری ہے، لیکن یہ ایک ضروری جین نہیں ہے۔ بیکیلس سبٹیلس میں پیپٹائڈ گلائکن ہائیڈرولیسس کو انکوڈنگ کرنے والے جینوں کے حذف ہونے کے نتیجے میں سیل کی لمبائی بڑھی، مخصوص شرح نمو میں اضافہ ہوا، اور انزائم کی پیداواری صلاحیت میں بہتری آئی (Cui et al.، 2018)۔
کاربیرل انحطاط کے راستے کو تقسیم کرنے کی تجویز پیش کی گئی ہے تاکہ سیوڈموناس اسٹرینز C5pp اور C7 (کامینی ایٹ ال۔، 2018) کے موثر انحطاط کو حاصل کیا جاسکے۔ یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ کاربیرل کو بیرونی جھلی کے سیپٹم اور/یا پھیلنے والے پورن کے ذریعے پیریپلاسمک جگہ میں منتقل کیا جاتا ہے۔ CH ایک پیری پلاسمک انزائم ہے جو کارباریل کے ہائیڈرولیسس کو 1-نافتھول تک اتپریرک کرتا ہے، جو زیادہ مستحکم، زیادہ ہائیڈروفوبک اور زیادہ زہریلا ہے۔ CH پیری پلاسم میں مقامی ہے اور کاربریل سے کم وابستگی رکھتا ہے، اس طرح 1-نافتھول کی تشکیل کو کنٹرول کرتا ہے، اس طرح خلیات میں اس کے جمع ہونے کو روکتا ہے اور خلیات میں اس کے زہریلے پن کو کم کرتا ہے (کامینی ایٹ ال۔، 2018)۔ نتیجے میں 1-نافتھول کو تقسیم اور/یا پھیلاؤ کے ذریعے اندرونی جھلی کے اس پار سائٹوپلازم میں منتقل کیا جاتا ہے، اور پھر مرکزی کاربن کے راستے میں مزید میٹابولزم کے لیے ہائی-ایفینیٹی انزائم 1NH کے ذریعے اسے 1,2-ڈائی ہائیڈروکسینافتالین میں ہائیڈرو آکسیلیٹ کیا جاتا ہے۔
اگرچہ سوکشمجیووں میں جینیاتی اور میٹابولک صلاحیتیں ہوتی ہیں کہ وہ زینو بائیوٹک کاربن ذرائع کو کم کر سکتے ہیں، لیکن ان کے استعمال کی درجہ بندی کی ساخت (یعنی پیچیدہ کاربن ذرائع پر سادہ استعمال کا ترجیحی استعمال) بائیو ڈی گریڈیشن کی راہ میں ایک بڑی رکاوٹ ہے۔ کاربن کے سادہ ذرائع کی موجودگی اور استعمال جین انکوڈنگ انزائمز کو کم کرتا ہے جو پیچیدہ/غیر ترجیحی کاربن ذرائع جیسے PAHs کو کم کر دیتے ہیں۔ ایک اچھی طرح سے مطالعہ کی گئی مثال یہ ہے کہ جب گلوکوز اور لییکٹوز کو ایسچریچیا کولی کو مل کر کھلایا جاتا ہے، تو گلوکوز کو لییکٹوز کے مقابلے میں زیادہ مؤثر طریقے سے استعمال کیا جاتا ہے (جیکب اینڈ مونوڈ، 1965)۔ سیوڈموناس کے بارے میں بتایا گیا ہے کہ وہ مختلف قسم کے PAHs اور xenobiotic مرکبات کو کاربن کے ذرائع کے طور پر کم کر دیتے ہیں۔ Pseudomonas میں کاربن ماخذ کے استعمال کا درجہ بندی نامیاتی تیزاب > گلوکوز > خوشبو دار مرکبات ہیں (Hylemon and Phibbs, 1972; Collier et al., 1996)۔ تاہم، ایک استثناء ہے. دلچسپ بات یہ ہے کہ Pseudomonas sp. CSV86 ایک منفرد درجہ بندی کی ساخت کی نمائش کرتا ہے جو گلوکوز کی بجائے خوشبودار ہائیڈرو کاربن (بینزوک ایسڈ، نیفتھلین وغیرہ) کو ترجیحی طور پر استعمال کرتا ہے اور آرگینک ایسڈز کے ساتھ خوشبودار ہائیڈرو کاربن کو میٹابولائز کرتا ہے (Basu et al.، 2006)۔ اس جراثیم میں، خوشبودار ہائیڈرو کاربن کے انحطاط اور نقل و حمل کے لیے جینز کو کاربن کے دوسرے ماخذ جیسے گلوکوز یا نامیاتی تیزاب کی موجودگی میں بھی کم نہیں کیا جاتا۔ جب گلوکوز اور ارومیٹک ہائیڈرو کاربن میڈیم میں اگایا گیا تو یہ دیکھا گیا کہ گلوکوز کی نقل و حمل اور میٹابولزم کے جینز کو کم کیا گیا تھا، پہلے لاگ مرحلے میں خوشبودار ہائیڈرو کاربن کا استعمال کیا گیا تھا، اور گلوکوز کو دوسرے لاگ فیز میں استعمال کیا گیا تھا (Basu et al., 200, al. دوسری طرف، نامیاتی تیزاب کی موجودگی خوشبودار ہائیڈرو کاربن میٹابولزم کے اظہار کو متاثر نہیں کرتی تھی، اس لیے اس جراثیم سے بائیوڈیگریڈیشن اسٹڈیز کے لیے امیدواروں کا دباؤ ہونے کی امید ہے (Phale et al., 2020)۔
یہ بات اچھی طرح سے معلوم ہے کہ ہائیڈرو کاربن بائیو ٹرانسفارمیشن آکسیڈیٹیو تناؤ اور مائکروجنزموں میں اینٹی آکسیڈینٹ انزائمز کی اپ گریجشن کا سبب بن سکتی ہے۔ سٹیشنری فیز سیلز اور زہریلے مرکبات کی موجودگی دونوں میں ناکارہ نیفتھلین بائیو ڈی گریڈیشن ری ایکٹو آکسیجن اسپیسز (ROS) کی تشکیل کا باعث بنتی ہے (Kang et al. 2006)۔ چونکہ نیفتھلین کو کم کرنے والے انزائمز میں آئرن سلفر کلسٹرز ہوتے ہیں، آکسیڈیٹیو تناؤ کے تحت، ہیم اور آئرن سلفر پروٹین میں آئرن کو آکسائڈائز کیا جائے گا، جس سے پروٹین غیر فعال ہو جائے گی۔ Ferredoxin-NADP+ reductase (Fpr)، سپر آکسائیڈ ڈسمیوٹیز (SOD) کے ساتھ مل کر، NADP+/NADPH اور فیریڈوکسین یا flavodoxin کے دو مالیکیولز کے درمیان الٹ جانے والے ریڈوکس رد عمل میں ثالثی کرتا ہے، اس طرح ROS کو صاف کرتا ہے اور آکسیڈیٹیو تناؤ کے تحت آئرن سلفر سینٹر کو بحال کرتا ہے۔ یہ اطلاع دی گئی ہے کہ Pseudomonas میں Fpr اور SodA (SOD) دونوں کو آکسیڈیٹیو تناؤ سے متاثر کیا جا سکتا ہے، اور SOD اور catalase کی بڑھتی ہوئی سرگرمیاں چار Pseudomonas strains (O1, W1, As1, اور G1) میں نپتھلین سے اضافی حالات میں نمو کے دوران دیکھی گئیں (Kang et al., 200)۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ اینٹی آکسیڈینٹ جیسے ascorbic ایسڈ یا فیرس آئرن (Fe2+) کا اضافہ نیفتھلین کی شرح نمو کو بڑھا سکتا ہے۔ جب Rhodococcus erythropolis Naphthalene میڈیم میں بڑھے تو، oxidative stress سے متعلق cytochrome P450 جینز بشمول sodA (Fe/Mn superoxide dismutase)، sodC (Cu/Zn superoxide dismutase)، اور recA کی نقل کو بڑھایا گیا (Sazykin et al201)۔ نیفتھلین میں مہذب Pseudomonas خلیات کے تقابلی مقداری پروٹومک تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ آکسیڈیٹیو تناؤ کے ردعمل سے وابستہ مختلف پروٹینوں کی اپ گریجولیشن تناؤ سے نمٹنے کی حکمت عملی ہے (Herbst et al.، 2013)۔
مائکروجنزموں کو ہائیڈروفوبک کاربن ذرائع کی کارروائی کے تحت بائیو سرفیکٹینٹس پیدا کرنے کی اطلاع دی گئی ہے۔ یہ سرفیکٹینٹس ایمفیفیلک سطح کے فعال مرکبات ہیں جو تیل کے پانی یا ہوا کے پانی کے انٹرفیس پر مجموعے بنا سکتے ہیں۔ یہ چھدم حل پذیری کو فروغ دیتا ہے اور خوشبو دار ہائیڈرو کاربن کے جذب کو آسان بناتا ہے، جس کے نتیجے میں موثر بایوڈیگریڈیشن ہوتا ہے (رحمن ایٹ ال۔، 2002)۔ ان خصوصیات کی وجہ سے، بائیو سرفیکٹینٹس مختلف صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ بیکٹیریل ثقافتوں میں کیمیائی سرفیکٹینٹس یا بائیو سرفیکٹینٹس کا اضافہ ہائیڈرو کاربن کے انحطاط کی کارکردگی اور شرح کو بڑھا سکتا ہے۔ بائیو سرفیکٹینٹس میں، سیوڈموناس ایروگینوسا کے ذریعہ تیار کردہ rhamnolipids کا بڑے پیمانے پر مطالعہ اور خصوصیات کی گئی ہیں (Hisatsuka et al., 1971; Rahman et al., 2002)۔ مزید برآں، بائیو سرفیکٹینٹس کی دیگر اقسام میں لیپوپیٹائڈز (سیوڈموناس فلوروسینس سے میوکینز)، ایملسیفائر 378 (سیوڈموناس فلوروسینس سے) (روزنبرگ اور رون، 1999)، روڈوکوکس سے ٹریہلوز ڈسکرائڈ لپڈس (1999 سے 1999) اور ہالبرگ، 2002)، اور بیسیلس سبٹیلس (سیگمنڈ اور ویگنر، 1991) اور بیکیلس امائلولیکیفیسیئنز (Zhi et al.، 2017) سے سرفیکٹنٹ۔ یہ طاقتور سرفیکٹینٹس سطح کے تناؤ کو 72 ڈائن/سینٹی میٹر سے 30 ڈائن/سینٹی میٹر سے کم کرتے ہوئے دکھایا گیا ہے، جس سے ہائیڈرو کاربن کو بہتر طور پر جذب کیا جا سکتا ہے۔ یہ بتایا گیا ہے کہ سیوڈموناس، بیکیلس، روڈوکوکس، برکھولڈیریا اور دیگر بیکٹیریل انواع جب نیفتھلین اور میتھائلنافتھلین میڈیا میں اگتے ہیں تو مختلف rhamnolipid اور glycolipid-based biosurfactants پیدا کر سکتے ہیں (Kanga et al. Pseudomonas maltophilia CSV89 ایکسٹرا سیلولر بائیو سرفیکٹنٹ Biosur-Pm پیدا کر سکتا ہے جب خوشبو دار مرکبات جیسے کہ نیفتھوک ایسڈ (Phale et al.، 1995) پر اگایا جاتا ہے۔ Biosur-Pm کی تشکیل کے حرکیات نے ظاہر کیا کہ اس کی ترکیب ایک نمو اور pH پر منحصر عمل ہے۔ یہ پایا گیا کہ غیر جانبدار pH پر خلیوں کے ذریعہ تیار کردہ Biosur-Pm کی مقدار pH 8.5 سے زیادہ تھی۔ pH 8.5 پر اگنے والے خلیات زیادہ ہائیڈروفوبک تھے اور pH 7.0 پر بڑھنے والے خلیوں کے مقابلے میں خوشبودار اور الیفاٹک مرکبات سے زیادہ تعلق رکھتے تھے۔ روڈوکوکس ایس پی پی میں۔ N6، اعلی کاربن سے نائٹروجن (C:N) کا تناسب اور آئرن کی حد ایکسٹرا سیلولر بائیو سرفیکٹینٹس کی پیداوار کے لیے بہترین حالات ہیں (Mutalik et al.، 2008)۔ تناؤ اور ابال کو بہتر بنا کر بائیو سرفیکٹینٹس (سرفیکٹین) کے حیاتیاتی ترکیب کو بہتر بنانے کی کوشش کی گئی ہے۔ تاہم، کلچر میڈیم میں سرفیکٹنٹ کا ٹائٹر کم ہے (1.0 g/L)، جو بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے ایک چیلنج ہے (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019)۔ اس لیے اس کے بایو سنتھیسز کو بہتر بنانے کے لیے جینیاتی انجینئرنگ کے طریقے استعمال کیے گئے ہیں۔ تاہم، اوپیرون (∼25 kb) کے بڑے سائز اور کورم سینسنگ سسٹم کے پیچیدہ بایو سنتھیٹک ریگولیشن (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019) کی وجہ سے اس کی انجینئرنگ میں ترمیم مشکل ہے۔ بیسیلس بیکٹیریا میں جینیاتی انجینئرنگ کی متعدد تبدیلیاں کی گئی ہیں، جن کا بنیادی مقصد پروموٹر (srfA operon) کی جگہ لے کر، سرفیکٹین ایکسپورٹ پروٹین YerP اور ریگولیٹری عوامل ComX اور PhrC (Jiao et al., 2017) کی جگہ لے کر سرفیکٹین کی پیداوار کو بڑھانا ہے۔ تاہم، ان جینیاتی انجینئرنگ طریقوں نے صرف ایک یا چند جینیاتی تبدیلیاں حاصل کی ہیں اور ابھی تک تجارتی پیداوار تک نہیں پہنچی ہیں۔ لہذا، علم پر مبنی اصلاح کے طریقوں کا مزید مطالعہ ضروری ہے۔
پی اے ایچ بائیو ڈی گریڈیشن اسٹڈیز بنیادی طور پر معیاری لیبارٹری حالات کے تحت کی جاتی ہیں۔ تاہم، آلودہ جگہوں پر یا آلودہ ماحول میں، بہت سے ابیوٹک اور بائیوٹک عوامل (درجہ حرارت، پی ایچ، آکسیجن، غذائی اجزاء کی دستیابی، سبسٹریٹ جیو دستیابی، دیگر زین بائیوٹکس، اختتامی مصنوعات کی روک تھام، وغیرہ) کو مائکروجنزموں کی انحطاطی صلاحیت کو تبدیل اور متاثر کرتے ہوئے دکھایا گیا ہے۔
درجہ حرارت کا پی اے ایچ بائیو ڈی گریڈیشن پر اہم اثر پڑتا ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، تحلیل شدہ آکسیجن کا ارتکاز کم ہو جاتا ہے، جو ایروبک مائکروجنزموں کے میٹابولزم کو متاثر کرتا ہے، کیونکہ انہیں آکسیجن کے ذیلی ذخائر میں سے ایک کے طور پر مالیکیولر آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے جو ہائیڈرو آکسیلیشن یا رِنگ کلیویج کے رد عمل کو انجام دیتے ہیں۔ یہ اکثر نوٹ کیا جاتا ہے کہ بلند درجہ حرارت پیرنٹ PAHs کو زیادہ زہریلے مرکبات میں تبدیل کرتا ہے، اس طرح بایوڈیگریڈیشن کو روکتا ہے (Muller et al.، 1998)۔
یہ نوٹ کیا گیا ہے کہ بہت سے PAH آلودہ مقامات کی انتہائی pH قدریں ہیں، جیسے کہ تیزاب کی کان کی نکاسی کی آلودہ جگہیں (pH 1–4) اور قدرتی گیس/کول گیسیفیکیشن سائٹس الکلائن لیچیٹ (pH 8–12) سے آلودہ ہیں۔ یہ حالات بائیو ڈی گریڈیشن کے عمل کو سنجیدگی سے متاثر کر سکتے ہیں۔ لہٰذا، بائیو میڈیشن کے لیے مائکروجنزموں کو استعمال کرنے سے پہلے، مناسب کیمیکلز (اعتدال سے لے کر بہت کم آکسیڈیشن میں کمی کی صلاحیت کے ساتھ) جیسے کہ الکلین مٹی کے لیے امونیم سلفیٹ یا امونیم نائٹریٹ یا کیلشیم کاربونیٹ یا میگنیشیم کاربونیٹ کے ساتھ لیمنگ کے ساتھ پی ایچ کو ایڈجسٹ کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ 2020)۔
متاثرہ علاقے کو آکسیجن کی فراہمی PAH بائیو ڈی گریڈیشن کی شرح کو محدود کرنے والا عنصر ہے۔ ماحول کے ریڈوکس حالات کی وجہ سے، حالات میں بائیو میڈیشن کے عمل میں عام طور پر بیرونی ذرائع سے آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے (ٹائلنگ، ایئر اسپارنگ، اور کیمیائی اضافہ) (پارڈیک ایٹ ال۔، 1992)۔ Odenkranz et al. (1996) نے یہ ظاہر کیا کہ آلودہ پانی میں میگنیشیم پیرو آکسائیڈ (ایک آکسیجن جاری کرنے والا مرکب) کا اضافہ مؤثر طریقے سے BTEX مرکبات کو بایوریمیڈیٹ کر سکتا ہے۔ ایک اور تحقیق میں سوڈیم نائٹریٹ کا انجیکشن لگا کر اور موثر بائیو میڈیشن (بیولی اور ویب، 2001) کے حصول کے لیے نکالنے والے کنوؤں کی تعمیر کے ذریعے آلودہ پانی میں فینول اور بی ٹی ای ایکس کی صورتحال میں انحطاط کی تحقیقات کی گئیں۔