Биоыдырау жылдамдығы және БАЗ молекулаларының құрылымы

БАЗ биоыдырау жылдамдығ ына ә сер ететін кейбір параметрлерді қ арастырайық. Ең алдымен БАЗ суда жеткілікті еруі тиіс. Фтор туындылары сияқ ты тым липофильді БАЗ ағ заның липидті ұ лпаларында жинақ талып, ө те баяу бұ зылады. Жоғ арыда айтылғ андай БАЗ-дың кө бі суда ериді, сол себепті алғ ашқ ы БАЗ-дың биожиналуы ү лкен қ ауіп тө ндірмейді. Дегенмен де биоыдыраудың бастапқ ы кезең і аралық ө німдердің тү зілуімен аяқ талуы мү мкін, шектеулі тү рде суда ериді. Жақ сы белгілі мысал ретінде полиоксиметиленді тізбектің гидроксильдік соң ында тотық тырғ ыш ажырау нә тижесінде бұ зылатын этоксиленген алкилфенол класы жатады. Барлығ ы бірнеше оксиэтиленді ү зінділерден полярлы топтармен этоксильденген алкилфенолдар тү зіледі. Мұ ндай қ осылыстар ө те липофильі жә не ақ ырын ыдырайды. Этоксиленген нонилфенолмен араласқ ан балық тарды зерттеулерде липидті ұ лпаларында ені жә не ү ш оксиэтиленді топтарымен нонилфенолдардың жинақ талуының жоғ ары дең гейін кө рсетеді. Бұ л мә лімет БАЗ-дың бұ л класының қ оршағ ан ортағ а ә серін қ атаң тү рде бақ ылаудың себептерінің бірі болып табылады. Майлы спирттердің этоксилаттары ә р тү рлі механизм бойынша бұ зылады, сол себепті липофильді метаболиттер байқ алатындай мө лшерде жиналмайды.

Суда ерігіштігімен қ атар, БАЗ молекуласында ферменттік катализ ү дерісінде оң ай бұ зылатын байланыстар болу керек. Химиялық байланыстардың кө бісі толығ ымен табиғ атта бұ зылады, бірақ бұ зылу жылдамдығ ы БАЗ жә не оның метаболиттерінің қ оршағ ан ортағ а жарамайтын не болдырмайтын мө лшерінде тү спеуінің алдын алу ү шін жеткілікті тү рде жоғ ары болуы қ ажет. Қ азіргі кезде биоыдырау жылдамдығ ын арттыру ү шін жалпы қ абылдағ ан тә жірибе – БАЗ молекуласы қ ұ рылымына ә лсіз байланыстарды енгізу қ олданады. БАЗ молекуласына осындай оң ай бұ зылатын байланыстарды хаосты тү рде қ оюғ а болады, бірақ ың ғ айлы синтез ү шін оларды кө біне гидрофобты «аяғ ы» жә не полярлы топ арасында енгізеді. Осындай байланыстардың типті мысалы ретінде кү рделі эфирлі жә не амидті, олардың бұ зылуы сә йкесінше эстеразалар (липаза мен пептидазалар) мен ацилазалармен катализденеді. Иондық емес БАЗ-ды эфирлі байланыстар экологиялық мә селелердің кө зі болып табылады, себебі эфирлі байланыстарды ажырататын ферменттер табиғ атта онша таралмағ ан. Бірақ ол олай емес. Аэробты шарттарда эфирлі байланысқ а қ атысты α -жағ дайда гидроперамидтер тү зіледі жә не молекулалардың бұ зылуы жә не қ ышқ ыл тү зілуімен жү реді.

Суда ерігіштігі мен байланыстарды ү зумен қ атар қ осымша ү шінші факторды есептеу қ ажет. Бұ л тармақ талғ ан БАЗ молекуласының полярсыз бө лігі. Кө мірсутектік «аяқ тың» кү шті тармақ танғ анды биоыдыраудың жылдамдығ ының азаюына ә келеді. Бұ л ферменттің активті орталығ ында БАЗ молекуласына жету ү шін бү йірлік топтармен қ ұ ралатын стериялық кедергілерден болуы мү мкін. Бірақ бұ л онша анық емес. Тармақ талғ анның кейбір тү рлері басқ аларына қ арағ анда ө те қ ауіпті болады, нақ ты ферменттің ө зіне тә н ерекшеліктерімен байланысты болуы мү мкін. Метилдің бү йірлік топтары ұ зын бү йірлік алкил тізбектеріне қ арағ анда аз қ иындық тар тудырады. Бірақ егер БАЗ молекуласы поли (пропингликольдер) туындылары сияқ ты кө п қ атарынан метилді тармақ тары қ ұ ралса, онда мұ ндай қ осылыстар экологиялық кө зқ арас тұ рғ ысынан қ ауіпті болады. Алкил тізбектерінің сызық тығ ының мә нінің дә лә лдемесі сызық та жә не тармақ танғ ан тізбектермен алкилбензосульфаттардың биоыдырау жылдамдығ ының айырымы болып табылады. Тармақ танғ ан алкилбензосульфонаттар тетра-1.2- пропиленнің туындылары алкил тізбегі ретінде ең алдымен тұ рмыста жуғ ыш заттар қ ұ рамында негізгі қ ұ рамдастар ретінде қ олданады. Олар арзан, БАЗ сияқ ты тиімді жә не химиялық тұ рғ ыдан тұ рақ ты, бірақ экологиялық тұ рғ ыдан қ арағ анда тым тұ рақ ты. 1960-1970 ж.ж. экологиялық мә селелер болғ анда, бұ л БАЗ тез арада сызық ты алкил тізбектерімен ауыстырылды. Сызық ты алкилбензосульфонаттар аэробты шарттарда қ анағ аттанарлық тай бұ зылады. Дегенмен де олардың жылдамдығ ы анаэробты биоыдырауғ а қ арағ анда тө мен, сол себепті зерттеушілер осы қ иыншылық тарды жең уде кү штерін салуда. Кө мірсутекті тізбекте тармақ талғ ан қ ұ рылымынан БАЗ биоыдырауғ а қ абілеттігі кү шті тә уелді. Айтылғ андардың барлығ ы маң ызды, себебі БАЗ синтезі ү шін шикізат ретінде кең қ олданылатын оксоспирттер кө п мө лшерде 2-алкил – тармақ тары бар. 2-алкил бү йірлік тізбектің ұ зындығ ы биоыдырау жылдамдығ ына еш ә сер етпейді.