អត្ថបទនេះគឺជាផ្នែកមួយនៃប្រធានបទស្រាវជ្រាវ “បច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រកម្រិតខ្ពស់ និងដំណើរការកែច្នៃសមាសធាតុសរីរាង្គសំយោគ (SOC)”។ មើលអត្ថបទទាំង 14។
អ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចប៉ូលីស៊ីគ្លីក (PAHs) ដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាប ដូចជាណាហ្វថាលីន និងណាហ្វថាលីនជំនួស (មេទីលណាហ្វថាលីន អាស៊ីតណាហ្វថូអ៊ីក 1-ណាហ្វធីល-N-មេទីលកាបាម៉ាត។ល។) ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ ហើយមានជាតិពុលហ្សែន បង្កការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន និង/ឬបង្កមហារីកដល់សារពាង្គកាយ។ សមាសធាតុសរីរាង្គសំយោគ (SOCs) ឬសារធាតុជីវសាស្ត្រទាំងនេះត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសារធាតុបំពុលអាទិភាព និងបង្កការគំរាមកំហែងយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់បរិស្ថានពិភពលោក និងសុខភាពសាធារណៈ។ អាំងតង់ស៊ីតេនៃសកម្មភាពរបស់មនុស្ស (ឧទាហរណ៍ ឧស្ម័នធ្យូងថ្ម ការចម្រាញ់ប្រេង ការបំភាយឧស្ម័នយានយន្ត និងកម្មវិធីកសិកម្ម) កំណត់កំហាប់ ជោគវាសនា និងការដឹកជញ្ជូនសមាសធាតុដែលមានគ្រប់ទីកន្លែង និងជាប់លាប់ទាំងនេះ។ បន្ថែមពីលើវិធីសាស្រ្តព្យាបាល/ដកយកចេញខាងរូបវន្ត និងគីមី បច្ចេកវិទ្យាបៃតង និងមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានដូចជា ជីវប្រតិកម្ម ដែលប្រើប្រាស់អតិសុខុមប្រាណដែលមានសមត្ថភាពរលួយ POCs ទាំងស្រុង ឬបំប្លែងវាទៅជាផលិតផលរួមមិនពុល បានលេចចេញជាជម្រើសដែលមានសុវត្ថិភាព សន្សំសំចៃ និងមានជោគជ័យ។ ប្រភេទបាក់តេរីជាច្រើនប្រភេទដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ពពួកបាក់តេរី Proteobacteria (Pseudomonas, Pseudomonas, Comamonas, Burkholderia, និង Neosphingobacterium), Firmicutes (Bacillus និង Paenibacillus), និង Actinobacteria (Rhodococcus និង Arthrobacter) នៅក្នុងមីក្រូជីវតាដី បានបង្ហាញពីសមត្ថភាពក្នុងការបំបែកសមាសធាតុសរីរាង្គផ្សេងៗ។ ការសិក្សាអំពីមេតាបូលីស ហ្សែន និងការវិភាគមេតាហ្សែនជួយយើងឱ្យយល់អំពីភាពស្មុគស្មាញ និងភាពចម្រុះនៃមេតាបូលីសដែលមាននៅក្នុងទម្រង់ជីវិតសាមញ្ញទាំងនេះ ដែលអាចត្រូវបានអនុវត្តបន្ថែមទៀតសម្រាប់ការបំបែកជីវសាស្រ្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ អត្ថិភាពរយៈពេលវែងនៃ PAHs បាននាំឱ្យមានការលេចចេញនូវលក្ខណៈនៃការបំបែកថ្មីៗតាមរយៈការផ្ទេរហ្សែនផ្ដេកដោយប្រើធាតុហ្សែនដូចជា plasmids, transposons, bacteriophages, genomic isolates និងធាតុផ្សំរួមបញ្ចូលគ្នា។ ជីវវិទ្យាប្រព័ន្ធ និងវិស្វកម្មហ្សែននៃអ៊ីសូឡង់ជាក់លាក់ ឬសហគមន៍គំរូ (consortia) អាចឱ្យមានជីវៈបន្សុទ្ធដ៏ទូលំទូលាយ រហ័ស និងមានប្រសិទ្ធភាពនៃ PAHs ទាំងនេះតាមរយៈឥទ្ធិពលសហការ។ នៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញនេះ យើងផ្តោតលើផ្លូវមេតាបូលីស និងភាពចម្រុះផ្សេងៗគ្នា សមាសភាពហ្សែន និងភាពចម្រុះ និងការឆ្លើយតប/ការសម្របខ្លួនកោសិកានៃណាហ្វថាលីន និងបាក់តេរីដែលបំផ្លាញណាហ្វថាលីនជំនួស។ នេះនឹងផ្តល់ព័ត៌មានអេកូឡូស៊ីសម្រាប់ការអនុវត្តនៅទីវាល និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃសំពាធសម្រាប់ជីវសាស្ត្រប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។
ការអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃឧស្សាហកម្ម (គីមីឥន្ធនៈ កសិកម្ម ឱសថ ថ្នាំជ្រលក់វាយនភណ្ឌ គ្រឿងសំអាង។ល។) បានរួមចំណែកដល់វិបុលភាពសេដ្ឋកិច្ចពិភពលោក និងធ្វើឱ្យជីវភាពរស់នៅប្រសើរឡើង។ ការអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សនេះបាននាំឱ្យមានការផលិតសមាសធាតុសរីរាង្គសំយោគ (SOCs) មួយចំនួនធំ ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតផលិតផលផ្សេងៗ។ សមាសធាតុបរទេស ឬ SOCs ទាំងនេះរួមមាន អ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចប៉ូលីស៊ីគ្លីក (PAHs) ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត ថ្នាំសម្លាប់ស្មៅ ផ្លាស្ទិចស៊ីសឺរ ថ្នាំជ្រលក់ ឱសថ សរីរាង្គផូស្វាត សារធាតុពន្យាអណ្តាតភ្លើង សារធាតុរំលាយសរីរាង្គងាយនឹងបង្កជាហេតុ។ល។ ពួកវាត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងបរិយាកាស ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីក្នុងទឹក និងលើដី ដែលពួកវាមានផលប៉ះពាល់ច្រើនវិមាត្រ បណ្តាលឱ្យមានផលប៉ះពាល់ដល់ទម្រង់ជីវសាស្រ្តផ្សេងៗ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យា-គីមី និងរចនាសម្ព័ន្ធសហគមន៍ (Petrie et al., 2015; Bernhardt et al., 2017; Sarkar et al., 2020)។ សារធាតុ​បំពុល​ក្រអូប​ជាច្រើន​មាន​ផលប៉ះពាល់​ខ្លាំង និង​បំផ្លិចបំផ្លាញ​ទៅលើ​ប្រព័ន្ធ​អេកូឡូស៊ី/ចំណុច​ក្តៅ​ជីវចម្រុះ​ជាច្រើន​ដែល​នៅ​ដដែល (ឧទាហរណ៍ ថ្មប៉ប្រះទឹក​ផ្កាថ្ម ផ្ទាំងទឹកកក​អាកទិក/អង់តាក់ទិក បឹង​ភ្នំខ្ពស់ ដីល្បាប់​សមុទ្រ​ជ្រៅ។ល។) (Jones 2010; Beyer et al. 2020; Nordborg et al. 2020)។ ការសិក្សា​ភូមិសាស្ត្រ​មីក្រូជីវសាស្ត្រ​ថ្មីៗ​នេះ​បាន​បង្ហាញ​ថា ការ​ដាក់​សារធាតុសរីរាង្គ​សំយោគ (ឧទាហរណ៍ សារធាតុ​បំពុល​ក្រអូប) និង​ដេរីវេ​របស់​វា​នៅលើ​ផ្ទៃ​នៃ​រចនាសម្ព័ន្ធ​សិប្បនិម្មិត (បរិស្ថាន​សាងសង់) (ឧទាហរណ៍ តំបន់​បេតិកភណ្ឌ​វប្បធម៌ និង​វិមាន​ដែល​ធ្វើ​ពី​ថ្មក្រានីត ថ្ម ឈើ និង​លោហៈ) បង្កើនល្បឿន​ការរិចរិល​របស់​វា (Gadd 2017; Liu et al. 2018)។ សកម្មភាព​របស់​មនុស្ស​អាច​បង្កើន និង​ធ្វើឱ្យ​ការរិចរិល​ជីវសាស្ត្រ​នៃ​វិមាន និង​អគារ​កាន់តែ​ធ្ងន់ធ្ងរ​ឡើង​តាមរយៈ​ការបំពុល​ខ្យល់ និង​ការប្រែប្រួល​អាកាសធាតុ (Liu et al. 2020)។ សារធាតុ​បំពុល​សរីរាង្គ​ទាំងនេះ​មាន​ប្រតិកម្ម​ជាមួយ​ចំហាយ​ទឹក​នៅក្នុង​បរិយាកាស ហើយ​ធ្លាក់​លើ​រចនាសម្ព័ន្ធ ដែល​បណ្តាល​ឱ្យ​មាន​ការរិចរិល​រូបវន្ត និង​គីមី​នៃ​សម្ភារៈ។ ការរលួយជីវសាស្រ្តត្រូវបានទទួលស្គាល់យ៉ាងទូលំទូលាយថាជាការផ្លាស់ប្តូរដែលមិនចង់បាននៅក្នុងរូបរាង និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃវត្ថុធាតុដែលបណ្តាលមកពីសារពាង្គកាយមានជីវិតដែលប៉ះពាល់ដល់ការអភិរក្សរបស់វា (Pochon និង Jaton, 1967)។ សកម្មភាពអតិសុខុមប្រាណបន្ថែមទៀត (មេតាបូលីស) នៃសមាសធាតុទាំងនេះអាចកាត់បន្ថយភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ ប្រសិទ្ធភាពអភិរក្ស និងតម្លៃវប្បធម៌ (Gadd, 2017; Liu et al., 2018)។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ក្នុងករណីខ្លះ ការសម្របខ្លួនរបស់អតិសុខុមប្រាណទៅនឹង និងការឆ្លើយតបទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះត្រូវបានគេរកឃើញថាមានប្រយោជន៍ ព្រោះវាបង្កើតជាស្រទាប់ជីវសាស្រ្ត និងសំបកការពារផ្សេងទៀតដែលកាត់បន្ថយអត្រានៃការរលួយ/រលួយ (Martino, 2016)។ ដូច្នេះ ការអភិវឌ្ឍយុទ្ធសាស្ត្រអភិរក្សប្រកបដោយចីរភាពរយៈពេលវែងសម្រាប់វិមានថ្ម លោហៈ និងឈើ តម្រូវឱ្យមានការយល់ដឹងយ៉ាងហ្មត់ចត់អំពីដំណើរការសំខាន់ៗដែលពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរការនេះ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយដំណើរការធម្មជាតិ (ដំណើរការភូគព្ភសាស្ត្រ ភ្លើងឆេះព្រៃ ការផ្ទុះភ្នំភ្លើង ប្រតិកម្មរុក្ខជាតិ និងបាក់តេរី) សកម្មភាពរបស់មនុស្សបណ្តាលឱ្យមានការបញ្ចេញបរិមាណដ៏ច្រើននៃអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចប៉ូលីស៊ីគ្លីក (PAHs) និងកាបូនសរីរាង្គ (OC) ផ្សេងទៀតទៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី។ សារធាតុ PAH ជាច្រើនដែលប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យកសិកម្ម (ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត និងថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតដូចជា DDT, atrazine, carbaryl, pentachlorophenol ជាដើម) ឧស្សាហកម្ម (ប្រេងឆៅ ដីល្បាប់/កាកសំណល់ប្រេង ផ្លាស្ទិចដែលមានប្រភពមកពីប្រេងកាត PCBs ផ្លាស្ទិចបន្ថែម សាប៊ូបោកខោអាវ ថ្នាំសម្លាប់មេរោគ ថ្នាំបាញ់ផ្សែង ក្លិនក្រអូប និងសារធាតុរក្សាទុក) ផលិតផលថែរក្សាផ្ទាល់ខ្លួន (ឡេការពារកម្តៅថ្ងៃ ថ្នាំសម្លាប់មេរោគ ថ្នាំបណ្តេញសត្វល្អិត និងសារធាតុ polycyclic musks) និងគ្រាប់រំសេវ (គ្រឿងផ្ទុះដូចជា 2,4,6-TNT) គឺជាសារធាតុជីវសាស្ត្រដែលអាចប៉ះពាល់ដល់សុខភាពភពផែនដី (Srogi, 2007; Vamsee-Krishna and Phale, 2008; Petrie et al., 2015)។ បញ្ជីនេះអាចត្រូវបានពង្រីកដើម្បីរួមបញ្ចូលសមាសធាតុដែលមានប្រភពមកពីប្រេងកាត (ប្រេងឥន្ធនៈ ប្រេងរំអិល អាស្ប៉ាល់តេន) ជីវប្លាស្ទិកទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ និងសារធាតុរាវអ៊ីយ៉ុង (Amde et al., 2015)។ តារាងទី 1 រាយបញ្ជីសារធាតុបំពុលក្រអូបផ្សេងៗ និងកម្មវិធីរបស់វានៅក្នុងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ។ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ការបំភាយឧស្ម័នសរីរាង្គងាយនឹងបង្កជាហេតុរបស់មនុស្ស ក៏ដូចជាកាបូនឌីអុកស៊ីត និងឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ផ្សេងទៀត បានចាប់ផ្តើមកើនឡើង (Dvorak et al., 2017)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផលប៉ះពាល់របស់មនុស្សលើសពីផលប៉ះពាល់ធម្មជាតិយ៉ាងច្រើន។ លើសពីនេះ យើងបានរកឃើញថា SOC មួយចំនួននៅតែមាននៅក្នុងបរិស្ថានជាច្រើន ហើយត្រូវបានកំណត់ថាជាសារធាតុបំពុលដែលកំពុងលេចចេញជាមួយនឹងផលប៉ះពាល់អវិជ្ជមានលើជីវមណ្ឌល (រូបភាពទី 1)។ ភ្នាក់ងារបរិស្ថានដូចជាទីភ្នាក់ងារការពារបរិស្ថានសហរដ្ឋអាមេរិក (USEPA) បានរួមបញ្ចូលសារធាតុបំពុលទាំងនេះជាច្រើននៅក្នុងបញ្ជីអាទិភាពរបស់ពួកគេ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិពុលកោសិកា ពុលហ្សែន បង្កការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន និងបង្កមហារីក។ ដូច្នេះ បទប្បញ្ញត្តិបោះចោលយ៉ាងតឹងរ៉ឹង និងយុទ្ធសាស្ត្រមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការប្រព្រឹត្តិកម្ម/ដកយកកាកសំណល់ចេញពីប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដែលមានមេរោគ គឺត្រូវការជាចាំបាច់។ វិធីសាស្រ្តប្រព្រឹត្តិកម្មរូបវន្ត និងគីមីផ្សេងៗដូចជា pyrolysis ការព្យាបាលកម្ដៅអុកស៊ីតកម្ម ការបញ្ចូលខ្យល់ ការចោលសំរាម ការដុតបំផ្លាញជាដើម គឺគ្មានប្រសិទ្ធភាព និងចំណាយច្រើន ហើយបង្កើតផលិតផលរងដែលกัดกร่อน ពុល និងពិបាកព្យាបាល។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃការយល់ដឹងអំពីបរិស្ថានសកល អតិសុខុមប្រាណដែលមានសមត្ថភាពរលួយសារធាតុបំពុលទាំងនេះ និងដេរីវេរបស់វា (ដូចជា ហាឡូហ្សែន នីត្រូ អាល់គីល និង/ឬ មេទីល) កំពុងទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍កាន់តែខ្លាំងឡើង (Fennell et al., 2004; Haritash និង Kaushik, 2009; Phale et al., 2020; Sarkar et al., 2020; Schwanemann et al., 2020)។ ការប្រើប្រាស់អតិសុខុមប្រាណក្នុងស្រុកទាំងនេះតែម្នាក់ឯង ឬក្នុងវប្បធម៌ចម្រុះ (អាណានិគម) សម្រាប់ការលុបបំបាត់សារធាតុបំពុលក្រអូបមានគុណសម្បត្តិទាក់ទងនឹងសុវត្ថិភាពបរិស្ថាន តម្លៃ ប្រសិទ្ធភាព ប្រសិទ្ធភាព និងនិរន្តរភាព។ អ្នកស្រាវជ្រាវក៏កំពុងស្វែងយល់ពីការរួមបញ្ចូលដំណើរការអតិសុខុមប្រាណជាមួយនឹងវិធីសាស្ត្រអេឡិចត្រូគីមីរីដុក ពោលគឺប្រព័ន្ធជីវអេឡិចត្រូគីមី (BES) ជាបច្ចេកវិទ្យាដ៏ជោគជ័យមួយសម្រាប់ការព្យាបាល/ការលុបបំបាត់សារធាតុបំពុល (Huang et al., 2011)។ បច្ចេកវិទ្យា BES ទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍កាន់តែខ្លាំងឡើង ដោយសារតែប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ តម្លៃទាប សុវត្ថិភាពបរិស្ថាន ប្រតិបត្តិការសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ សម្ភារៈជីវសាស្រ្តដែលឆបគ្នា និងសមត្ថភាពក្នុងការទាញយកផលិតផលរងដ៏មានតម្លៃ (ឧទាហរណ៍ អគ្គិសនី ឥន្ធនៈ និងសារធាតុគីមី) (Pant et al., 2012; Nazari et al., 2020)។ ការមកដល់នៃឧបករណ៍/វិធីសាស្រ្តលំដាប់ហ្សែនដែលមានទិន្នផលខ្ពស់ និង omics បានផ្តល់ព័ត៌មានថ្មីៗជាច្រើនអំពីបទប្បញ្ញត្តិហ្សែន ប្រូតេអូមិច និង ហ្វ្លុយសូមិចនៃប្រតិកម្មនៃអតិសុខុមប្រាណបំបែកផ្សេងៗ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានូវឧបករណ៍ទាំងនេះជាមួយនឹងជីវវិទ្យាប្រព័ន្ធបានបង្កើនការយល់ដឹងរបស់យើងបន្ថែមទៀតអំពីការជ្រើសរើស និងការលៃតម្រូវផ្លូវមេតាបូលីកគោលដៅនៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណ (ឧទាហរណ៍ ការរចនាមេតាបូលីស) ដើម្បីសម្រេចបាននូវការបំបែកជីវសាស្រ្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងប្រសិទ្ធិផល។ ដើម្បីរចនាយុទ្ធសាស្ត្រជីវសាស្រ្តដែលមានប្រសិទ្ធភាពដោយប្រើអតិសុខុមប្រាណដែលសមស្រប យើងត្រូវយល់ពីសក្តានុពលជីវគីមី ភាពចម្រុះមេតាបូលីស សមាសភាពហ្សែន និងអេកូឡូស៊ី (អូតូអេកូឡូស៊ី/ស៊ីនកូឡូស៊ី) នៃអតិសុខុមប្រាណ។
រូបភាពទី 1. ប្រភព និងផ្លូវនៃ PAHs ម៉ូលេគុលទាបតាមរយៈបរិស្ថានផ្សេងៗ និងកត្តាផ្សេងៗដែលប៉ះពាល់ដល់ជីវសាស្រ្ត។ បន្ទាត់ចំនុចៗតំណាងឱ្យអន្តរកម្មរវាងធាតុប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី។
នៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញនេះ យើងបានព្យាយាមសង្ខេបទិន្នន័យស្តីពីការរិចរិលនៃ PAHs សាមញ្ញៗដូចជា naphthalene និង naphthalene ជំនួសដោយបាក់តេរីដាច់ដោយឡែកជាច្រើនដែលគ្របដណ្តប់លើផ្លូវមេតាប៉ូលីស និងភាពចម្រុះ អង់ស៊ីមដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរិចរិល សមាសភាព/មាតិកា និងភាពចម្រុះនៃហ្សែន ការឆ្លើយតបកោសិកា និងទិដ្ឋភាពផ្សេងៗនៃជីវសាស្ត្រ។ ការយល់ដឹងអំពីកម្រិតជីវគីមី និងម៉ូលេគុលនឹងជួយក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណពូជម្ចាស់ផ្ទះដែលសមស្រប និងវិស្វកម្មហ្សែនបន្ថែមទៀតរបស់ពួកគេសម្រាប់ការរិចរិលជីវសាស្ត្រប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃសារធាតុបំពុលអាទិភាពបែបនេះ។ នេះនឹងជួយក្នុងការអភិវឌ្ឍយុទ្ធសាស្ត្រសម្រាប់ការបង្កើតសម្ព័ន្ធបាក់តេរីជាក់លាក់តាមទីតាំងសម្រាប់ការរិចរិលជីវសាស្ត្រប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។
វត្តមាននៃសមាសធាតុអារ៉ូម៉ាទិចពុល និងគ្រោះថ្នាក់មួយចំនួនធំ (ដែលបំពេញតាមច្បាប់ Huckel 4n + 2π អេឡិចត្រុង, n = 1, 2, 3, …) បង្កការគំរាមកំហែងយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់បរិស្ថានផ្សេងៗដូចជាខ្យល់ ដី ដីល្បាប់ និងផ្ទៃទឹក និងទឹកក្រោមដី (Puglisi et al., 2007)។ សមាសធាតុទាំងនេះមានចិញ្ចៀនប៊ែនហ្សេនតែមួយ (ម៉ូណូស៊ីគ្លីក) ឬចិញ្ចៀនប៊ែនហ្សេនច្រើន (ប៉ូលីស៊ីគ្លីក) ដែលរៀបចំជាទម្រង់លីនេអ៊ែរ មុំ ឬចង្កោម ហើយបង្ហាញពីស្ថេរភាព (ស្ថេរភាព/អស្ថិរភាព) នៅក្នុងបរិស្ថានដោយសារតែថាមពលសំឡេងអវិជ្ជមានខ្ពស់ និងភាពអសកម្ម (ភាពអសកម្ម) ដែលអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយភាពអ៊ីដ្រូហ្វូប៊ីស៊ីធីរបស់វា និងស្ថានភាពថយចុះ។ នៅពេលដែលចិញ្ចៀនអារ៉ូម៉ាទិចត្រូវបានជំនួសបន្ថែមទៀតដោយក្រុមមេទីល (-CH3) កាបូស៊ីល (-COOH) អ៊ីដ្រូស៊ីល (-OH) ឬស៊ុលហ្វូណាត (-HSO3) វាកាន់តែមានស្ថេរភាព មានទំនាក់ទំនងកាន់តែខ្លាំងសម្រាប់ម៉ាក្រូម៉ូលេគុល និងមានជីវប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្ត (Seo et al., 2009; Phale et al., 2020)។ អ៊ីដ្រូកាបូន​អារ៉ូម៉ាទិច​ប៉ូលីស៊ីគ្លីក​ទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាប (LMWAHs) មួយចំនួន ដូចជា ណាហ្វថាលីន និង​ដេរីវេ​របស់វា [មេទីលណាហ្វថាលីន អាស៊ីតណាហ្វថូអ៊ីក ណាហ្វថាលីនស៊ុលហ្វូណាត និង 1-ណាហ្វធីល N-មេទីលកាបាម៉ាត (កាបារីល)] ត្រូវបានបញ្ចូលក្នុងបញ្ជីសារធាតុបំពុលសរីរាង្គអាទិភាពដោយទីភ្នាក់ងារការពារបរិស្ថានសហរដ្ឋអាមេរិក ថាជាសារធាតុពុលហ្សែន បង្កការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន និង/ឬបង្កមហារីក (Cerniglia, 1984)។ ការបញ្ចេញ NM-PAHs ប្រភេទនេះទៅក្នុងបរិស្ថានអាចបណ្តាលឱ្យមានការប្រមូលផ្តុំជីវសាស្រ្តនៃសមាសធាតុទាំងនេះនៅគ្រប់កម្រិតនៃខ្សែសង្វាក់អាហារ ដោយហេតុនេះប៉ះពាល់ដល់សុខភាពប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី (Binkova et al., 2000; Srogi, 2007; Quinn et al., 2009)។
ប្រភព និងផ្លូវនៃសារធាតុ PAH ទៅកាន់ជីវតា ជាចម្បងតាមរយៈការធ្វើចំណាកស្រុក និងអន្តរកម្មរវាងសមាសធាតុប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីផ្សេងៗគ្នា ដូចជាដី ទឹកក្រោមដី ទឹកលើផ្ទៃដី ដំណាំ និងបរិយាកាស (Arey និង Atkinson, 2003)។ រូបភាពទី 1 បង្ហាញពីអន្តរកម្ម និងការចែកចាយនៃសារធាតុ PAH ទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី និងផ្លូវរបស់វាទៅកាន់ការប៉ះពាល់នឹងជីវតា/មនុស្ស។ សារធាតុ PAH ត្រូវបានដាក់លើផ្ទៃជាលទ្ធផលនៃការបំពុលខ្យល់ និងតាមរយៈការធ្វើចំណាកស្រុក (ការរសាត់) នៃការបំភាយឧស្ម័នយានយន្ត ឧស្ម័នផ្សងឧស្សាហកម្ម (ការបំភាយឧស្ម័នធ្យូងថ្ម ការចំហេះ និងការផលិតកូកាកូឡា) និងការដាក់របស់វា។ សកម្មភាពឧស្សាហកម្មដូចជាការផលិតវាយនភណ្ឌសំយោគ ថ្នាំជ្រលក់ និងថ្នាំលាប; ការអភិរក្សឈើ; ការកែច្នៃកៅស៊ូ; សកម្មភាពផលិតស៊ីម៉ងត៍; ការផលិតថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត; និងការប្រើប្រាស់កសិកម្ម គឺជាប្រភពសំខាន់នៃសារធាតុ PAH នៅក្នុងប្រព័ន្ធដីគោក និងក្នុងទឹក (Bamforth និង Singleton, 2005; Wick et al., 2011)។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ដីនៅតំបន់ជាយក្រុង និងទីក្រុង នៅជិតផ្លូវហាយវេ និងនៅក្នុងទីក្រុងធំៗ ងាយនឹងរងផលប៉ះពាល់ដោយសារធាតុប៉ូលីស៊ីគ្លីក អារ៉ូម៉ាទិច អ៊ីដ្រូកាបូន (PAHs) ដោយសារតែការបំភាយឧស្ម័នពីរោងចក្រថាមពល កំដៅលំនៅដ្ឋាន បន្ទុកចរាចរណ៍ផ្លូវអាកាស និងផ្លូវថ្នល់ និងសកម្មភាពសំណង់ (Suman et al., 2016)។ (2008) បានបង្ហាញថា PAHs នៅក្នុងដីនៅជិតផ្លូវថ្នល់នៅទីក្រុងញូវអរលីន រដ្ឋល្វីស៊ីអាណា សហរដ្ឋអាមេរិក មានកម្រិតខ្ពស់រហូតដល់ 7189 μg/kg ចំណែកឯនៅក្នុងទីធ្លាបើកចំហវិញ មានត្រឹមតែ 2404 μg/kg ប៉ុណ្ណោះ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ កម្រិត PAH ខ្ពស់រហូតដល់ 300 μg/kg ត្រូវបានរាយការណ៍នៅក្នុងតំបន់ជិតកន្លែងផលិតឧស្ម័នធ្យូងថ្មនៅក្នុងទីក្រុងជាច្រើនរបស់សហរដ្ឋអាមេរិក (Kanaly and Harayama, 2000; Bamforth and Singleton, 2005)។ ដីពីទីក្រុងនានារបស់ប្រទេសឥណ្ឌាដូចជាទីក្រុងដេលី (Sharma et al., 2008) ទីក្រុងអាក្រា (Dubey et al., 2014) ទីក្រុងមុំបៃ (Kulkarni and Venkataraman, 2000) និងទីក្រុងវីសាខាប៉ាត់ណាំ (Kulkarni et al., 2014) ត្រូវបានរាយការណ៍ថាមានផ្ទុកកំហាប់ខ្ពស់នៃ PAHs។ សមាសធាតុក្រអូបងាយនឹងស្រូបយកទៅលើភាគល្អិតដី សារធាតុសរីរាង្គ និងសារធាតុរ៉ែដីឥដ្ឋ ដូច្នេះហើយទើបក្លាយជាអាងស្តុកកាបូនដ៏សំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី (Srogi, 2007; Peng et al., 2008)។ ប្រភពសំខាន់ៗនៃ PAHs នៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីក្នុងទឹកគឺទឹកភ្លៀង (ទឹកភ្លៀងសើម/ស្ងួត និងចំហាយទឹក) ទឹកហូរចេញពីទីក្រុង ការបញ្ចេញទឹកសំណល់ ការបញ្ចូលទឹកក្រោមដីឡើងវិញ។ល។ (Srogi, 2007)។ គេប៉ាន់ប្រមាណថាប្រហែល 80% នៃ PAHs នៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីសមុទ្រគឺបានមកពីទឹកភ្លៀង ដីល្បាប់ និងការបញ្ចេញកាកសំណល់ (Motelay-Massei et al., 2006; Srogi, 2007)។ កំហាប់ខ្ពស់នៃ PAHs នៅក្នុងទឹកលើផ្ទៃដី ឬទឹកហូរចេញពីកន្លែងចោលសំរាមរឹងនៅទីបំផុតលេចធ្លាយចូលទៅក្នុងទឹកក្រោមដី ដែលបង្កការគំរាមកំហែងដល់សុខភាពសាធារណៈដ៏សំខាន់មួយ ដោយសារតែប្រជាជនជាង 70% នៅអាស៊ីខាងត្បូង និងអាស៊ីអាគ្នេយ៍ផឹកទឹកក្រោមដី (Duttagupta et al., 2019)។ ការសិក្សាថ្មីៗនេះដោយ Duttagupta et al. (2020) លើការវិភាគទន្លេ (32) និងទឹកក្រោមដី (235) ពីរដ្ឋ West Bengal ប្រទេសឥណ្ឌា បានរកឃើញថា អ្នករស់នៅទីក្រុងប្រមាណ 53% និងជនបទ 44% (សរុបចំនួន 20 លាននាក់) អាចនឹងត្រូវបានប៉ះពាល់នឹង naphthalene (4.9–10.6 μg/L) និងសារធាតុផ្សំរបស់វា។ គំរូប្រើប្រាស់ដីខុសៗគ្នា និងការទាញយកទឹកក្រោមដីកាន់តែច្រើន ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកត្តាចម្បងដែលគ្រប់គ្រងការដឹកជញ្ជូនបញ្ឈរ (ការជ្រាបចូល) នៃ PAHs ទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបនៅក្នុងផ្ទៃដីក្រោម។ ទឹកហូរកសិកម្ម ការបញ្ចេញទឹកសំណល់ក្រុង និងឧស្សាហកម្ម និងការបញ្ចេញកាកសំណល់រឹង/សំរាម ត្រូវបានគេរកឃើញថារងផលប៉ះពាល់ដោយ PAHs នៅក្នុងអាងទន្លេ និងដីល្បាប់ក្រោមផ្ទៃដី។ ទឹកភ្លៀងបរិយាកាសធ្វើឱ្យការបំពុល PAH កាន់តែធ្ងន់ធ្ងរឡើង។ កំហាប់ខ្ពស់នៃ PAHs និងដេរីវេអាល់គីលរបស់វា (សរុបចំនួន 51) ត្រូវបានរាយការណ៍នៅក្នុងទន្លេ/ទីជម្រាលនៅទូទាំងពិភពលោក ដូចជាទន្លេ Fraser ទន្លេ Louan ទន្លេ Denso ទន្លេ Missouri ទន្លេ Anacostia ទន្លេ Ebro និងទន្លេ Delaware (Yunker et al., 2002; Motelay-Massei et al., 2006; Li et al., 2010; Amoako et al., 2011; Kim et al., 2018)។ នៅក្នុងដីល្បាប់អាងទន្លេគង្គា ណាហ្វថាលីន និងហ្វេណាន់ថ្រីន ត្រូវបានគេរកឃើញថាមានសារៈសំខាន់បំផុត (ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងគំរូ 70%) (Duttagupta et al., 2019)។ លើសពីនេះ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ការបន្ថែមក្លរីនទៅក្នុងទឹកផឹកអាចនាំឱ្យមានការបង្កើត PAHs ដែលមានអុកស៊ីសែន និងក្លរីនដែលមានជាតិពុលកាន់តែច្រើន (Manoli និង Samara, 1999)។ PAHs កកកុញនៅក្នុងធញ្ញជាតិ ផ្លែឈើ និងបន្លែ ដែលជាលទ្ធផលនៃការស្រូបយកដោយរុក្ខជាតិពីដីដែលមានមេរោគ ទឹកក្រោមដី និងទឹកភ្លៀង (Fismes et al., 2002)។ សារពាង្គកាយក្នុងទឹកជាច្រើនដូចជាត្រី ខ្យង ខ្យង និងបង្គា ត្រូវបានបំពុលដោយ PAHs តាមរយៈការទទួលទានអាហារ និងទឹកសមុទ្រដែលមានមេរោគ ក៏ដូចជាតាមរយៈជាលិកា និងស្បែក (Mackay and Fraser, 2000)។ វិធីសាស្រ្តចម្អិនអាហារ/កែច្នៃដូចជាការដុត អាំង ជក់បារី ចៀន សម្ងួត ដុតនំ និងការចម្អិនដោយធ្យូង ក៏អាចនាំឱ្យមានបរិមាណ PAHs ច្រើននៅក្នុងអាហារផងដែរ។ នេះភាគច្រើនអាស្រ័យទៅលើជម្រើសនៃសម្ភារៈជក់បារី មាតិកាអ៊ីដ្រូកាបូន phenolic/aromatic នីតិវិធីចម្អិនអាហារ ប្រភេទឧបករណ៍កម្តៅ មាតិកាសំណើម ការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែន និងសីតុណ្ហភាពចំហេះ (Guillén et al., 2000; Gomes et al., 2013)។ អ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិកពហុស៊ីគ្លីក (PAHs) ក៏ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងទឹកដោះគោក្នុងកំហាប់ខុសៗគ្នា (0.75–2.1 mg/L) (Girelli et al., 2014)។ ការប្រមូលផ្តុំនៃ PAHs ទាំងនេះនៅក្នុងអាហារក៏អាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យា-គីមីនៃអាហារផងដែរ ខណៈពេលដែលផលប៉ះពាល់ពុលរបស់វាទាក់ទងនឹងមុខងារសរីរវិទ្យា សកម្មភាពមេតាប៉ូលីស ការស្រូបយក ការចែកចាយ និងការចែកចាយរបស់រាងកាយ (Mechini et al., 2011)។
ជាតិពុល និងផលប៉ះពាល់ដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់នៃអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចពហុស៊ីគ្លីក (PAHs) ត្រូវបានគេដឹងជាយូរមកហើយ (Cherniglia, 1984)។ អ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចពហុស៊ីគ្លីកដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាប (LMW-PAHs) (រង្វង់ពីរទៅបី) អាចភ្ជាប់ជាមួយម៉ាក្រូម៉ូលេគុលផ្សេងៗដូចជា DNA, RNA និងប្រូតេអ៊ីន ហើយអាចបង្កមហារីក (Santarelli et al., 2008)។ ដោយសារតែលក្ខណៈអ៊ីដ្រូហ្វូប៊ីករបស់វា ពួកវាត្រូវបានបំបែកដោយភ្នាស lipid។ ចំពោះមនុស្ស ម៉ូណូអុកស៊ីហ្សែនស៊ីតូក្រូម P450 អុកស៊ីតកម្ម PAHs ទៅជាអេផូស៊ីត ដែលខ្លះមានប្រតិកម្មខ្លាំង (ឧទាហរណ៍ baediol epoxide) ហើយអាចនាំឱ្យកោសិកាធម្មតាប្រែក្លាយទៅជាកោសិកាសាហាវ (Marston et al., 2001)។ លើសពីនេះ ផលិតផលបំលែងនៃ PAHs ដូចជា quinones, phenols, epoxides, diols ជាដើម មានជាតិពុលច្រើនជាងសមាសធាតុមេ។ PAHs មួយចំនួន និងសារធាតុរំលាយអាហារកម្រិតមធ្យមរបស់វាអាចប៉ះពាល់ដល់អរម៉ូន និងអង់ស៊ីមផ្សេងៗនៅក្នុងការរំលាយអាហារ ដោយហេតុនេះប៉ះពាល់អវិជ្ជមានដល់ការលូតលាស់ ប្រព័ន្ធសរសៃប្រសាទកណ្តាល ប្រព័ន្ធបន្តពូជ និងប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ (Swetha និង Phale, 2005; Vamsee-Krishna et al., 2006; Oostingh et al., 2008)។ ការប៉ះពាល់រយៈពេលខ្លីទៅនឹង PAHs ទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបត្រូវបានរាយការណ៍ថាបណ្តាលឱ្យមុខងារសួតចុះខ្សោយ និងកំណកឈាមចំពោះអ្នកមានជំងឺហឺត និងបង្កើនហានិភ័យនៃជំងឺមហារីកស្បែក សួត ប្លោកនោម និងក្រពះពោះវៀន (Olsson et al., 2010; Diggs et al., 2011)។ ការសិក្សាលើសត្វក៏បានបង្ហាញផងដែរថា ការប៉ះពាល់នឹង PAH អាចមានផលប៉ះពាល់អវិជ្ជមានដល់មុខងារបន្តពូជ និងការអភិវឌ្ឍ ហើយអាចបណ្តាលឱ្យកើតជំងឺភ្នែកឡើងបាយ ខូចតម្រងនោម និងថ្លើម និងកើតលឿង។ ផលិតផលបំប្លែងជីវសាស្ត្រ PAH ជាច្រើនដូចជា diols, epoxides, quinones និងរ៉ាឌីកាល់សេរី (cations) ត្រូវបានបង្ហាញថាបង្កើតជាសារធាតុបន្ថែម DNA។ សារធាតុ adducts ស្ថិរភាពត្រូវបានបង្ហាញថាផ្លាស់ប្តូរយន្តការចម្លង DNA ខណៈពេលដែលសារធាតុ adducts មិនស្ថិតស្ថេរអាចធ្វើឱ្យ DNA បាត់បង់ភាពបរិសុទ្ធ (ជាចម្បងទៅនឹង adenine និងជួនកាលទៅនឹង guanine)។ ទាំងពីរអាចបង្កើតកំហុសដែលនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរ (Schweigert et al. 2001)។ លើសពីនេះ quinones (benzo-/pan-) អាចបង្កើតប្រភេទអុកស៊ីសែនដែលមានប្រតិកម្ម (ROS) ដែលបណ្តាលឱ្យខូចខាតយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ DNA និងម៉ាក្រូម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត ដោយហេតុនេះប៉ះពាល់ដល់មុខងារជាលិកា/លទ្ធភាពរស់រានមានជីវិត (Ewa និង Danuta 2017)។ ការប៉ះពាល់រ៉ាំរ៉ៃទៅនឹងកំហាប់ទាបនៃ pyrene, biphenyl និង naphthalene ត្រូវបានរាយការណ៍ថាបណ្តាលឱ្យកើតជំងឺមហារីកចំពោះសត្វពិសោធន៍ (Diggs et al. 2012)។ ដោយសារតែជាតិពុលដ៏សាហាវរបស់វា ការសម្អាត/ការដកយក PAHs ទាំងនេះចេញពីកន្លែងដែលរងផលប៉ះពាល់/មានការបំពុលគឺជាអាទិភាព។
វិធីសាស្រ្តរូបវន្ត និងគីមីជាច្រើនត្រូវបានប្រើដើម្បីយក PAHs ចេញពីកន្លែង/បរិស្ថានដែលមានមេរោគ។ ដំណើរការដូចជាការដុតបំផ្លាញ ការបន្សាបក្លរីន អុកស៊ីតកម្មដោយកាំរស្មីយូវី ការជួសជុល និងការទាញយកសារធាតុរំលាយមានគុណវិបត្តិជាច្រើន រួមទាំងការបង្កើតផលិតផលរងពុល ភាពស្មុគស្មាញនៃដំណើរការ បញ្ហាសុវត្ថិភាព និងបទប្បញ្ញត្តិ ប្រសិទ្ធភាពទាប និងថ្លៃដើមខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការរលួយជីវសាស្រ្តរបស់មីក្រូសរីរាង្គ (ហៅថា ជីវមណ្ឌល) គឺជាវិធីសាស្រ្តជំនួសដ៏ជោគជ័យមួយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើប្រាស់មីក្រូសរីរាង្គក្នុងទម្រង់ជាវប្បធម៌សុទ្ធ ឬអាណានិគម។ បើប្រៀបធៀបជាមួយវិធីសាស្រ្តរូបវន្ត និងគីមី ដំណើរការនេះគឺមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន មិនរាតត្បាត សន្សំសំចៃ និងមាននិរន្តរភាព។ ជីវមណ្ឌលអាចត្រូវបានអនុវត្តនៅកន្លែងដែលរងផលប៉ះពាល់ (នៅនឹងកន្លែង) ឬនៅកន្លែងដែលបានរៀបចំជាពិសេស (ក្រៅកន្លែង) ហើយដូច្នេះត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវិធីសាស្រ្តស្តារឡើងវិញប្រកបដោយនិរន្តរភាពជាងវិធីសាស្រ្តរូបវន្ត និងគីមីប្រពៃណី (Juhasz and Naidu, 2000; Andreoni and Gianfreda, 2007; Megharaj et al., 2011; Phale et al., 2020; Sarkar et al., 2020)។
ការយល់ដឹងអំពីជំហានមេតាបូលីសរបស់អតិសុខុមប្រាណដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរិចរិលនៃសារធាតុបំពុលក្រអូបមានផលប៉ះពាល់ខាងវិទ្យាសាស្ត្រ និងសេដ្ឋកិច្ចយ៉ាងច្រើនសម្រាប់និរន្តរភាពអេកូឡូស៊ី និងបរិស្ថាន។ កាបូន (C) ប្រមាណ 2.1 × 1018 ក្រាមត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងដីល្បាប់ និងសមាសធាតុសរីរាង្គ (ឧ. ប្រេង ឧស្ម័នធម្មជាតិ និងធ្យូងថ្ម ឧ. ឥន្ធនៈហ្វូស៊ីល) នៅទូទាំងពិភពលោក ដែលរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់ដល់វដ្តកាបូនសកល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧស្សាហូបនីយកម្មយ៉ាងឆាប់រហ័ស ការទាញយកឥន្ធនៈហ្វូស៊ីល និងសកម្មភាពរបស់មនុស្សកំពុងធ្វើឱ្យអាងស្តុកកាបូនលីថូស្ពែរទាំងនេះថយចុះ ដោយបញ្ចេញកាបូនសរីរាង្គប្រមាណ 5.5 × 1015 ក្រាម (ជាសារធាតុបំពុល) ទៅក្នុងបរិយាកាសជារៀងរាល់ឆ្នាំ (Gonzalez-Gaya et al., 2019)។ កាបូនសរីរាង្គភាគច្រើននេះចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដីគោក និងសមុទ្រតាមរយៈការធ្លាក់ដីល្បាប់ ការដឹកជញ្ជូន និងទឹកហូរចេញ។ លើសពីនេះ សារធាតុបំពុលសំយោគថ្មីដែលទទួលបានពីឥន្ធនៈហ្វូស៊ីល ដូចជាផ្លាស្ទិច សារធាតុប្លាស្ទិក និងសារធាតុប្លាស្ទិកស្ថេរភាព (phthalates និងអ៊ីសូមឺររបស់វា) បំពុលយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីសមុទ្រ ដី និងទឹក និងជីវសាស្រ្តរបស់វា ដោយហេតុនេះធ្វើឱ្យហានិភ័យអាកាសធាតុសកលកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរឡើង។ ប្រភេទផ្សេងៗនៃមីក្រូផ្លាស្ទិច ណាណូផ្លាស្ទិច បំណែកផ្លាស្ទិច និងផលិតផលម៉ូណូម័រពុលរបស់វាដែលទទួលបានពីប៉ូលីអេទីឡែនតេរ៉េហ្វតាឡាត (PET) បានប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងមហាសមុទ្រប៉ាស៊ីហ្វិករវាងអាមេរិកខាងជើង និងអាស៊ីអាគ្នេយ៍ បង្កើតបានជា "បំណះសំរាមប៉ាស៊ីហ្វិកដ៏អស្ចារ្យ" ដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់ជីវិតសមុទ្រ (Newell et al., 2020)។ ការសិក្សាវិទ្យាសាស្ត្របានបង្ហាញថា វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការយកសារធាតុបំពុល/កាកសំណល់បែបនេះចេញដោយវិធីសាស្ត្ររូបវន្ត ឬគីមីណាមួយឡើយ។ នៅក្នុងបរិបទនេះ អតិសុខុមប្រាណដែលមានប្រយោជន៍បំផុតគឺអតិសុខុមប្រាណដែលមានសមត្ថភាពរំលាយសារធាតុបំពុលដោយអុកស៊ីតកម្មទៅជាកាបូនឌីអុកស៊ីត ថាមពលគីមី និងផលិតផលមិនពុលផ្សេងទៀត ដែលនៅទីបំផុតចូលទៅក្នុងដំណើរការវដ្តសារធាតុចិញ្ចឹមផ្សេងទៀត (H, O, N, S, P, Fe ។ល។)។ ដូច្នេះ ការយល់ដឹងអំពីអេកូសរីរវិទ្យាអតិសុខុមប្រាណនៃការធ្វើរ៉ែសារធាតុបំពុលក្រអូប និងការគ្រប់គ្រងបរិស្ថានរបស់វាគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការវាយតម្លៃវដ្តកាបូនអតិសុខុមប្រាណ ថវិកាកាបូនសុទ្ធ និងហានិភ័យអាកាសធាតុនាពេលអនាគត។ ដោយសារតែតម្រូវការបន្ទាន់ក្នុងការយកសមាសធាតុបែបនេះចេញពីបរិស្ថាន ឧស្សាហកម្មអេកូជាច្រើនដែលផ្តោតលើបច្ចេកវិទ្យាស្អាតបានលេចចេញជារូបរាង។ ម៉្យាងវិញទៀត ការធ្វើឲ្យមានតម្លៃនៃកាកសំណល់ឧស្សាហកម្ម/សារធាតុគីមីកាកសំណល់ដែលប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី (ឧ. វិធីសាស្រ្តកាកសំណល់ទៅជាទ្រព្យសម្បត្តិ) ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសសរស្តម្ភមួយនៃសេដ្ឋកិច្ចរង្វង់ និងគោលដៅអភិវឌ្ឍន៍ប្រកបដោយចីរភាព (Close et al., 2012)។ ដូច្នេះ ការយល់ដឹងអំពីទិដ្ឋភាពមេតាបូលីស អង់ស៊ីម និងហ្សែននៃបេក្ខជនដែលមានសក្តានុពលនៃការរិចរិលទាំងនេះ គឺមានសារៈសំខាន់បំផុតសម្រាប់ការដកយកចេញ និងការបន្សាបជីវសាស្រ្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃសារធាតុបំពុលក្រអូបបែបនេះ។
ក្នុងចំណោមសារធាតុបំពុលក្រអូបជាច្រើន យើងយកចិត្តទុកដាក់ជាពិសេសចំពោះសារធាតុ PAHs ដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាប ដូចជា naphthalene និង naphthalene ជំនួស។ សមាសធាតុទាំងនេះគឺជាសមាសធាតុសំខាន់ៗនៃឥន្ធនៈដែលមានប្រភពមកពីប្រេងកាត ថ្នាំជ្រលក់វាយនភណ្ឌ ផលិតផលប្រើប្រាស់ ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត (គ្រាប់ខែ និងថ្នាំបណ្តេញសត្វល្អិត) សារធាតុប្លាស្ទិក និងតានីន ហើយដូច្នេះវារីករាលដាលនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីជាច្រើន (Preuss et al., 2003)។ របាយការណ៍ថ្មីៗបានបង្ហាញពីការប្រមូលផ្តុំនៃកំហាប់ naphthalene នៅក្នុងដីល្បាប់ទឹកក្រោមដី ទឹកក្រោមដី និងដីក្រោមដី តំបន់វ៉ាដូស និងបាតទន្លេ ដែលបង្ហាញពីការប្រមូលផ្តុំជីវសាស្រ្តរបស់វានៅក្នុងបរិស្ថាន (Duttagupta et al., 2019, 2020)។ តារាងទី 2 សង្ខេបលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យា-គីមី ការអនុវត្ត និងផលប៉ះពាល់សុខភាពនៃ naphthalene និងដេរីវេរបស់វា។ បើប្រៀបធៀបជាមួយ PAHs ដែលមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ផ្សេងទៀត ណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វាមានភាពធន់នឹងទឹកតិចជាង រលាយក្នុងទឹកបានច្រើនជាង និងចែកចាយយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី ដូច្នេះពួកវាត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ជាស្រទាប់ខាងក្រោមគំរូដើម្បីសិក្សាពីការរំលាយអាហារ ពន្ធុវិទ្យា និងភាពចម្រុះនៃការរំលាយអាហាររបស់ PAHs។ អតិសុខុមប្រាណមួយចំនួនធំអាចរំលាយណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វា ហើយព័ត៌មានទូលំទូលាយអាចរកបានលើផ្លូវរំលាយអាហារ អង់ស៊ីម និងលក្ខណៈពិសេសនៃបទប្បញ្ញត្តិរបស់វា (Mallick et al., 2011; Phale et al., 2019, 2020)។ លើសពីនេះ ណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វាត្រូវបានកំណត់ជាសមាសធាតុគំរូសម្រាប់ការវាយតម្លៃការបំពុលបរិស្ថានដោយសារតែភាពសម្បូរបែប និងភាពអាចទទួលបានជីវសាស្រ្តខ្ពស់។ ទីភ្នាក់ងារការពារបរិស្ថានសហរដ្ឋអាមេរិកប៉ាន់ប្រមាណថាកម្រិតជាមធ្យមនៃណាហ្វថាលីនគឺ 5.19 μg ក្នុងមួយម៉ែត្រគូបពីផ្សែងបារី ជាចម្បងមកពីចំហេះមិនពេញលេញ និង 7.8 ទៅ 46 μg ពីផ្សែងចំហៀង ខណៈពេលដែលការប៉ះពាល់នឹង creosote និង naphthalene គឺខ្ពស់ជាង 100 ទៅ 10,000 ដង (Preuss et al. 2003)។ ជាពិសេស ណាហ្វថាលីន ត្រូវបានគេរកឃើញថាមានជាតិពុលផ្លូវដង្ហើមជាក់លាក់តាមប្រភេទ តំបន់ និងភេទ និងបង្កមហារីក។ ដោយផ្អែកលើការសិក្សាលើសត្វ ទីភ្នាក់ងារអន្តរជាតិសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវជំងឺមហារីក (IARC) បានចាត់ថ្នាក់ណាហ្វថាលីនថាជា "សារធាតុបង្កមហារីកដែលអាចកើតមានចំពោះមនុស្ស" (ក្រុម 2B)1។ ការប៉ះពាល់នឹងណាហ្វថាលីនជំនួស ជាចម្បងដោយការស្រូបចូល ឬការចាក់ថ្នាំតាមសរសៃឈាម (តាមមាត់) បណ្តាលឱ្យមានរបួសជាលិកាសួត និងបង្កើនអត្រានៃដុំសាច់សួតចំពោះសត្វកណ្តុរ និងសត្វកណ្ដុរ (កម្មវិធីជាតិពុលជាតិទី 2)។ ផលប៉ះពាល់ស្រួចស្រាវរួមមាន ចង្អោរ ក្អួត ឈឺពោះ រាគ ឈឺក្បាល ច្របូកច្របល់ បែកញើសច្រើន គ្រុនក្តៅ ចង្វាក់បេះដូងលោតញាប់។ល។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតកាបាម៉ាតដែលមានវិសាលគមទូលំទូលាយ កាបារីល (1-ណាហ្វធីល N-មេទីលកាបាម៉ាត) ត្រូវបានរាយការណ៍ថាមានជាតិពុលដល់សត្វឆ្អឹងខ្នងក្នុងទឹក សត្វអំពិលអំពែក ឃ្មុំទឹកឃ្មុំ និងមនុស្ស ហើយត្រូវបានបង្ហាញថារារាំងអាសេទីលកូលីនអេស្តេរ៉ាសដែលបណ្តាលឱ្យខ្វិន (Smulders et al., 2003; Bulen and Distel, 2011)។ ដូច្នេះ ការយល់ដឹងអំពីយន្តការនៃការរិចរិលអតិសុខុមប្រាណ បទប្បញ្ញត្តិហ្សែន ប្រតិកម្មអង់ស៊ីម និងកោសិកា គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍយុទ្ធសាស្ត្រជីវសាស្ត្រនៅក្នុងបរិស្ថានដែលមានការបំពុល។
តារាងទី 2. ព័ត៌មានលម្អិតអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យា-គីមី ការប្រើប្រាស់ វិធីសាស្ត្រកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងជំងឺពាក់ព័ន្ធនៃណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វា។
នៅក្នុង​តំបន់​ដែលមាន​ការបំពុល សារធាតុ​បំពុល​ក្រអូប​ដែល​មិន​ជ្រាប​ទឹក និង​ដែល​មាន​ជាតិ​ខ្លាញ់​ខ្ពស់​អាច​បង្ក​ឲ្យ​មាន​ផលប៉ះពាល់​កោសិកា​ជាច្រើន​លើ​មីក្រូជីវសាស្ត្រ​បរិស្ថាន (សហគមន៍) ដូចជា​ការប្រែប្រួល​នៃ​ភាព​រាវ​នៃ​ភ្នាស ភាពជ្រាបចូល​នៃ​ភ្នាស ការហើម​ស្រទាប់​ខ្លាញ់​ពីរ​ស្រទាប់ ការរំខាន​នៃ​ការផ្ទេរ​ថាមពល (កម្លាំង​ចលករ​ខ្សែសង្វាក់​ដឹកជញ្ជូន​អេឡិចត្រុង/ប្រូតុង) និង​សកម្មភាព​នៃ​ប្រូតេអ៊ីន​ដែល​ជាប់​ទាក់ទង​នឹង​ភ្នាស (Sikkema et al., 1995)។ លើសពីនេះ សារធាតុ​កម្រិតមធ្យម​រលាយ​មួយចំនួន​ដូចជា កាតេកូល និង​គីណូន បង្កើត​ប្រភេទ​អុកស៊ីសែន​ដែលមាន​ប្រតិកម្ម (ROS) និង​បង្កើត​ជា​សារធាតុ​បន្ថែម​ជាមួយ DNA និង​ប្រូតេអ៊ីន (Penning et al., 1999)។ ដូច្នេះ ភាពសម្បូរបែប​នៃ​សមាសធាតុ​បែបនេះ​នៅក្នុង​ប្រព័ន្ធ​អេកូឡូស៊ី​បង្កើត​សម្ពាធ​ជ្រើសរើស​លើ​សហគមន៍​មីក្រូសរីរាង្គ​ដើម្បី​ក្លាយជា​សារធាតុ​រលួយ​ប្រកបដោយ​ប្រសិទ្ធភាព​នៅកម្រិត​សរីរវិទ្យា​ផ្សេងៗ រួមទាំង​ការស្រូបយក/ដឹកជញ្ជូន ការបំប្លែង​ក្នុង​កោសិកា ការរួមផ្សំ/ការប្រើប្រាស់ និង​ការ​បែងចែក។
ការស្វែងរកនៅក្នុងគម្រោងមូលដ្ឋានទិន្នន័យ Ribosomal-II (RDP-II) បានបង្ហាញថា ប្រភេទបាក់តេរីសរុបចំនួន 926 ប្រភេទត្រូវបានញែកចេញពីមេឌៀ ឬការដាំដុះដែលមានផ្ទុក naphthalene ឬដេរីវេរបស់វា។ ក្រុម Proteobacteria មានចំនួនអ្នកតំណាងច្រើនជាងគេ (n = 755) បន្ទាប់មកគឺ Firmicutes (52), Bacteroidetes (43), Actinobacteria (39), Tenericutes (10) និងបាក់តេរីដែលមិនបានចាត់ថ្នាក់ (8) (រូបភាពទី 2)។ អ្នកតំណាងនៃ γ-Proteobacteria (Pseudomonadales និង Xanthomonadales) គ្របដណ្ដប់លើក្រុមក្រាមអវិជ្ជមានទាំងអស់ដែលមានមាតិកា G+C ខ្ពស់ (54%) ខណៈពេលដែល Clostridiales និង Bacillales (30%) គឺជាក្រុមក្រាមវិជ្ជមានដែលមានមាតិកា G+C ទាប។ បាក់តេរី Pseudomonas (ចំនួនច្រើនបំផុត ៣៣៨ ប្រភេទ) ត្រូវបានរាយការណ៍ថាអាចបំបែកណាហ្វថាលីន និងដេរីវេមេទីលរបស់វានៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដែលមានការបំពុលផ្សេងៗ (ជ័រធ្យូងថ្ម ប្រេងកាត ប្រេងឆៅ ដីល្បាប់ ការកំពប់ប្រេង ទឹកសំណល់ កាកសំណល់សរីរាង្គ និងកន្លែងចាក់សំរាម) ក៏ដូចជានៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដែលមិនទាន់ខូចខាត (ដី ទន្លេ ដីល្បាប់ និងទឹកក្រោមដី) (រូបភាពទី ២)។ លើសពីនេះ ការសិក្សាអំពីការបង្កើនគុណភាព និងការវិភាគមេតាហ្សេណូមិកនៃតំបន់មួយចំនួនទាំងនេះបានបង្ហាញថា ប្រភេទបាក់តេរី Legionella និង Clostridium ដែលមិនទាន់ដាំដុះអាចមានសមត្ថភាពបំបែក ដែលបង្ហាញពីតម្រូវការក្នុងការដាំដុះបាក់តេរីទាំងនេះដើម្បីសិក្សាពីផ្លូវថ្មី និងភាពចម្រុះនៃការរំលាយអាហារ។
រូបភាពទី 2. ភាពចម្រុះនៃចំណាត់ថ្នាក់ និងការចែកចាយអេកូឡូស៊ីនៃអ្នកតំណាងបាក់តេរីនៅក្នុងបរិស្ថានដែលមានការបំពុលដោយណាហ្វថាលីន និងដេរីវេណាហ្វថាលីន។
ក្នុងចំណោមអតិសុខុមប្រាណដែលរលួយអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចជាច្រើនប្រភេទ ភាគច្រើនមានសមត្ថភាពរលួយណាហ្វថាលីនជាប្រភពកាបូន និងថាមពលតែមួយគត់។ លំដាប់នៃព្រឹត្តិការណ៍ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយអាហារណាហ្វថាលីនត្រូវបានពិពណ៌នាសម្រាប់ Pseudomonas sp. (ពូជ៖ NCIB 9816-4, G7, AK-5, PMD-1 និង CSV86), Pseudomonas stutzeri AN10, Pseudomonas fluorescens PC20 និងពូជដទៃទៀត (ND6 និង AS1) (Mahajan et al., 1994; Resnick et al., 1996; Annweiler et al., 2000; Basu et al., 2003; Dennis និង Zylstra, 2004; Sota et al., 2006; ការរំលាយអាហារត្រូវបានផ្តួចផ្តើមដោយឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសពហុសមាសធាតុ [ណាហ្វថាលីនឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស (NDO) ដែលជាឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសដែលបញ្ចេញអ៊ីដ្រូស៊ីឡាទីង] ដែលជំរុញអុកស៊ីតកម្មនៃរង្វង់អារ៉ូម៉ាទិចមួយនៃណាហ្វថាលីនដោយប្រើអុកស៊ីសែនម៉ូលេគុលជាស្រទាប់ខាងក្រោមផ្សេងទៀត ដោយបំប្លែងណាហ្វថាលីនទៅជាស៊ីស-ណាហ្វថាលីនឌីអូល (រូបភាពទី 3)។ ស៊ីស-ឌីអ៊ីដ្រូឌីអូលត្រូវបានបំប្លែងទៅជា 1,2-ឌីអ៊ីដ្រូស៊ីណាហ្វថាលីនដោយ ឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាស។ ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសដែលកាត់ជារង្វង់ គឺ 1,2-ឌីអ៊ីដ្រូស៊ីណាស-2-កាបូស៊ីលីក អាស៊ីត។ អ៊ីសូមេរីសាស្យុងស៊ីស-ត្រាន អង់ស៊ីមផលិត trans-o-អ៊ីដ្រូស៊ីប៊ែនហ្សីលីដេនីព្រូវ៉ាត ដែលត្រូវបានកាត់ដោយអ៊ីដ្រាតាស អាល់ដូឡាស ទៅជាសាលីស៊ីលីក អាល់ដេអ៊ីត និង ភីរូវ៉ាត។ ភីរូវ៉ាតអាស៊ីតសរីរាង្គ គឺជាសមាសធាតុ C3 ដំបូងគេដែលទទួលបានពីគ្រោងឆ្អឹងកាបូនណាហ្វថាលីន ហើយត្រូវបានដឹកនាំទៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាល។ លើសពីនេះ សាលីស៊ីឡាឌីអ៊ីដ ដេអ៊ីដ្រូហ្សែនណាសដែលពឹងផ្អែកលើ NAD+ បំប្លែងសាលីស៊ីឡាឌីអ៊ីតទៅជាអាស៊ីតសាលីស៊ីលីក។ ការរំលាយអាហារនៅដំណាក់កាលនេះត្រូវបានគេហៅថា "ផ្លូវខាងលើ" នៃការរិចរិលណាហ្វថាលីន។ ផ្លូវនេះគឺជារឿងធម្មតាណាស់នៅក្នុងបាក់តេរីដែលរិចរិលណាហ្វថាលីនភាគច្រើន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មានករណីលើកលែងមួយចំនួន។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងបាក់តេរី Bacillus hamburgii 2 ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការរិចរិលណាហ្វថាលីនត្រូវបានផ្តួចផ្តើមដោយណាហ្វថាលីន។ 2,3-dioxygenase ដើម្បីបង្កើតជា 2,3-dihydroxynaphthalene (Annweiler et al., 2000) ។
រូបភាពទី 3. ផ្លូវនៃការរិចរិលនៃណាហ្វថាលីន មេទីលណាហ្វថាលីន អាស៊ីតណាហ្វតូអ៊ីក និងការរិចរិលនៃកាបារីល។ លេខក្នុងរង្វង់តំណាងឱ្យអង់ស៊ីមដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការបំប្លែងជាបន្តបន្ទាប់នៃណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វាទៅជាផលិតផលជាបន្តបន្ទាប់។ 1 — ណាហ្វថាលីន ឌីអុកស៊ីហ្សេណាស (NDO); 2, cis-dihydrodiol dehydrogenase; 3, 1,2-dihydroxynaphthalene dioxygenase; 4, 2-hydroxychromene-2-carboxylic acid isomerase; 5, trans-O-hydroxybenzylidenepyruvate hydratase aldolase; 6, salicylaldehyde dehydrogenase; 7, salicylate 1-hydroxylase; 8, catechol 2,3-dioxygenase (C23DO); 9, 2-hydroxymuconate semialdehyde dehydrogenase; 10, 2-oxopent-4-enoate hydratase; 11, 4-hydroxy-2-oxopentanoate aldolase; 12, អាសេតាល់ដេអ៊ីដ ឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាស; 13, កាតេកូល-1,2-ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស (C12DO); 14, មូកូណាត ស៊ីក្លូអ៊ីសូមេរ៉ាស; 15, មូកូណូឡាក់តូន ដេលតា-អ៊ីសូមេរ៉ាស; 16, បេតា-គីតូអាឌីប៉ាតេណូឡាក់តូន អ៊ីដ្រូឡាស; 17, បេតា-គីតូអាឌីប៉ាត ស៊ុកស៊ីនីល-កូអា ត្រានហ្វែររ៉ាស; 18, បេតា-គីតូអាឌីប៉ាត-កូអា ធីអូឡាស; 19, ស៊ុកស៊ីនីល-កូអា៖ អាសេទីល-កូអា ស៊ុកស៊ីនីលត្រានហ្វែររ៉ាស; 20, សាលីស៊ីឡាត 5-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស; 21 – ជេនទីសាត 1,2-ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស (GDO); 22, ម៉ាលីលភីរូវ៉ាត អ៊ីសូមេរ៉ាស; 23, ហ្វូម៉ារីលភីរូវ៉ាត អ៊ីដ្រូឡាស; 24, មេទីលណាបថាលីន អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស (NDO); 25, អ៊ីដ្រូស៊ីមេទីលណាបថាលីន ឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាស; ២៦, ណាហ្វថាល់ដេអ៊ីដ ឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាស; ២៧, ៣-ហ្វមីលសាលីស៊ីលីក អាស៊ីត អុកស៊ីដាស; ២៨, អ៊ីដ្រូស៊ីអ៊ីសូផាតឡាត ឌីកាបូស៊ីឡាស; ២៩, កាបារីល អ៊ីដ្រូឡាស (CH); ៣០, ១-ណាហ្វថុល-២-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស។
អាស្រ័យលើសារពាង្គកាយ និងសមាសភាពហ្សែនរបស់វា អាស៊ីតសាលីស៊ីលីកលទ្ធផលត្រូវបានរំលាយបន្ថែមទៀតតាមរយៈផ្លូវកាតេកូលដោយប្រើសាលីស៊ីឡាត 1-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស (S1H) ឬតាមរយៈផ្លូវហ្សេនទីសេតដោយប្រើសាលីស៊ីឡាត 5-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស (S5H) (រូបភាពទី 3)។ ដោយសារអាស៊ីតសាលីស៊ីលីកគឺជាអន្តរការីដ៏សំខាន់នៅក្នុងការរំលាយអាហារណាហ្វថាលីន (ផ្លូវខាងលើ) ជំហានពីអាស៊ីតសាលីស៊ីលីកទៅអន្តរការី TCA ជារឿយៗត្រូវបានគេហៅថាផ្លូវខាងក្រោម ហើយហ្សែនត្រូវបានរៀបចំទៅជាអូប៉េរ៉ុនតែមួយ។ វាជារឿងធម្មតាទេដែលឃើញថាហ្សែននៅក្នុងអូប៉េរ៉ុនផ្លូវខាងលើ (nah) និងអូប៉េរ៉ុនផ្លូវខាងក្រោម (sal) ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយកត្តានិយតកម្មទូទៅ។ ឧទាហរណ៍ NahR និងអាស៊ីតសាលីស៊ីលីកដើរតួជាសារធាតុជំរុញ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអូប៉េរ៉ុនទាំងពីររំលាយណាហ្វថាលីនទាំងស្រុង (Phale et al., 2019, 2020)។
លើសពីនេះ កាតេកូល ត្រូវបានបំបែកជាវដ្តទៅជា 2-hydroxymuconate semialdehyde តាមរយៈផ្លូវ meta ដោយ catechol 2,3-dioxygenase (C23DO) (Yen et al., 1988) ហើយត្រូវបាន hydrolyzed បន្ថែមទៀតដោយ 2-hydroxymuconate semialdehyde hydrolase ដើម្បីបង្កើតជា 2-hydroxypent-2,4-dienoic acid។ បន្ទាប់មក 2-hydroxypent-2,4-dienoate ត្រូវបានបំប្លែងទៅជា pyruvate និង acetaldehyde ដោយ hydratase (2-oxopent-4-enoate hydratase) និង aldolase (4-hydroxy-2-oxopentanoate aldolase) ហើយបន្ទាប់មកចូលទៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាល (រូបភាពទី 3)។ ម៉្យាងវិញទៀត កាតេកូល ត្រូវបានបំបែកជាវដ្តទៅជា cis,cis-muconate តាមរយៈផ្លូវ ortho ដោយ catechol 1,2-oxygenase (C12DO)។ អង់ស៊ីម Muconate cycloisomerase, muconolactone isomerase និង β-ketoadipate-nollactone hydrolase បំលែង cis,cis-muconate ទៅជា 3-oxoadipate ដែលចូលទៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាលតាមរយៈ succinyl-CoA និង acetyl-CoA (Nozaki et al., 1968) (រូបភាពទី 3)។
នៅក្នុងផ្លូវ gentisate (2,5-dihydroxybenzoate) ចិញ្ចៀនអារ៉ូម៉ាទិចត្រូវបានកាត់ដោយ gentisate 1,2-dioxygenase (GDO) ដើម្បីបង្កើតជា maleylpyruvate។ ផលិតផលនេះអាចត្រូវបាន hydrolyzed ដោយផ្ទាល់ទៅជា pyruvate និង malate ឬវាអាចត្រូវបាន isomerized ដើម្បីបង្កើត fumarylpyruvate ដែលបន្ទាប់មកអាចត្រូវបាន hydrolyzed ទៅជា pyruvate និង fumarate (Larkin និង Day, 1986)។ ជម្រើសនៃផ្លូវជំនួសត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងបាក់តេរីក្រាមអវិជ្ជមាន និងក្រាមវិជ្ជមាននៅកម្រិតជីវគីមី និងហ្សែន (Morawski et al., 1997; Whyte et al., 1997)។ បាក់តេរីក្រាមអវិជ្ជមាន (Pseudomonas) ចូលចិត្តប្រើអាស៊ីត salicylic ដែលជាកត្តាជំរុញនៃការរំលាយអាហារ naphthalene ដោយ decarboxylating វាទៅជា catechol ដោយប្រើ salicylate 1-hydroxylase (Gibson និង Subramanian, 1984)។ ម៉្យាងវិញទៀត នៅក្នុងបាក់តេរីក្រាមវិជ្ជមាន (Rhodococcus) សាលីស៊ីឡាត 5-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាសបំប្លែងអាស៊ីតសាលីស៊ីលិកទៅជាអាស៊ីតហ្សង់ទីស៊ីក ចំណែកឯអាស៊ីតសាលីស៊ីលិកមិនមានឥទ្ធិពលអាំងឌុចស្យុងលើការចម្លងហ្សែនណាហ្វថាលីនទេ (Grund et al., 1992) (រូបភាពទី 3)។
មានរបាយការណ៍ថា ប្រភេទសត្វដូចជា Pseudomonas CSV86, Oceanobacterium NCE312, Marinhomonas naphthotrophicus, Sphingomonas paucimobilis 2322, Vibrio cyclotrophus, Pseudomonas fluorescens LP6a, Pseudomonas និង Mycobacterium species អាចបំបែក monomethylnaphthalene ឬ dimethylnaphthalene (Dean-Raymond and Bartha, 1975; Cane and Williams, 1982; Mahajan et al., 1994; Dutta et al., 1998; Hedlund et al., 1999)។ ក្នុងចំណោមនោះ ផ្លូវបំបែក 1-methylnaphthalene និង 2-methylnaphthalene នៃ Pseudomonas sp. CSV86 ត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងច្បាស់លាស់នៅកម្រិតជីវគីមី និងអង់ស៊ីម (Mahajan et al., 1994)។ 1-Methylnaphthalene ត្រូវបានរំលាយតាមរយៈផ្លូវពីរ។ ដំបូង ចិញ្ចៀនអារ៉ូម៉ាទិចត្រូវបានអ៊ីដ្រូស៊ីឡាត (ចិញ្ចៀនដែលមិនទាន់ជំនួសនៃមេទីលណាហ្វថាលីន) ដើម្បីបង្កើតជា cis-1,2-dihydroxy-1,2-dihydro-8-មេទីលណាហ្វថាលីន ដែលត្រូវបានអុកស៊ីតកម្មបន្ថែមទៀតទៅជាមេទីលសាលីស៊ីឡាត និងមេទីលកាតេកូល ហើយបន្ទាប់មកចូលទៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាលបន្ទាប់ពីការកាត់រង្វង់ (រូបភាពទី 3)។ ផ្លូវនេះត្រូវបានគេហៅថា "ផ្លូវប្រភពកាបូន"។ នៅក្នុង "ផ្លូវបន្សាបជាតិពុល" ទីពីរ ក្រុមមេទីលអាចត្រូវបានអ៊ីដ្រូស៊ីឡាតដោយ NDO ដើម្បីបង្កើតជា 1-hydroxymethylnaphthalene ដែលត្រូវបានអុកស៊ីតកម្មបន្ថែមទៀតទៅជាអាស៊ីត 1-ណាហ្វថូអ៊ីក ហើយបញ្ចេញទៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ជាផលិតផលគ្មានទីបញ្ចប់។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ពូជ CSV86 មិនអាចលូតលាស់លើអាស៊ីត 1- និង 2-ណាហ្វថូអ៊ីកជាប្រភពកាបូន និងថាមពលតែមួយគត់បានទេ ដែលបញ្ជាក់ពីផ្លូវបន្សាបជាតិពុលរបស់វា (Mahajan et al., 1994; Basu et al., 2003)។ នៅក្នុង 2-មេទីលណាហ្វថាលីន ក្រុមមេទីលឆ្លងកាត់អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុងដោយអ៊ីដ្រូស៊ីឡាសដើម្បីបង្កើតជា 2-អ៊ីដ្រូស៊ីមេទីលណាហ្វថាលីន។ លើសពីនេះ ចិញ្ចៀនដែលមិនទាន់ជំនួសនៃចិញ្ចៀនណាហ្វថាលីនឆ្លងកាត់អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុងចិញ្ចៀនដើម្បីបង្កើតជាឌីអ៊ីដ្រូឌីអុល ដែលត្រូវបានកត់សុីទៅជា 4-អ៊ីដ្រូស៊ីមេទីលកាតេកូលនៅក្នុងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមជាបន្តបន្ទាប់ ហើយចូលទៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាលតាមរយៈផ្លូវបំបែកមេតាចិញ្ចៀន។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ S. paucimobilis 2322 ត្រូវបានរាយការណ៍ថាប្រើប្រាស់ NDO ដើម្បីអ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុង 2-មេទីលណាហ្វថាលីន ដែលត្រូវបានកត់សុីបន្ថែមទៀតដើម្បីបង្កើតជាមេទីលសាលីស៊ីឡាត និងមេទីលកាតេកូល (Dutta et al., 1998)។
អាស៊ីតណាហ្វថូអ៊ីក (ជំនួស/មិនជំនួស) គឺជាផលិតផលរងនៃការបន្សាបជាតិពុល/បំប្លែងជីវសាស្រ្ត ដែលបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលនៃការរិចរិលនៃមេទីលណាហ្វថាលីន ហ្វេណាន់ថ្រីន និងអាន់ត្រាសេន ហើយបញ្ចេញទៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ដែលបានប្រើប្រាស់។ មានការរាយការណ៍ថា សារធាតុ Stenotrophomonas maltophilia CSV89 ដែលញែកចេញពីដី អាចរំលាយអាស៊ីត 1-ណាហ្វថូអ៊ីក ជាប្រភពកាបូន (Phale et al., 1995)។ ការរំលាយអាហារចាប់ផ្តើមដោយឌីអ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុងនៃរង្វង់អារ៉ូម៉ាទិច ដើម្បីបង្កើតជា 1,2-ឌីអ៊ីដ្រូស៊ី-8-carboxynaphthalene។ ឌីអុលលទ្ធផលត្រូវបានកត់សុីទៅជាកាតេកូលតាមរយៈ 2-អ៊ីដ្រូស៊ី-3-carboxybenzylidenepyruvate, 3-ហ្វមីលសាលីស៊ីលីកអាស៊ីត, 2-អ៊ីដ្រូស៊ីអ៊ីសូផាត្លីកអាស៊ីត និងអាស៊ីតសាលីស៊ីលីក ហើយចូលទៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាលតាមរយៈផ្លូវបំបែករង្វង់មេតា (រូបភាពទី 3)។
សារធាតុ Carbaryl គឺជាថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត naphthyl carbamate។ ចាប់តាំងពីបដិវត្តន៍បៃតងនៅក្នុងប្រទេសឥណ្ឌាក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ការប្រើប្រាស់ជីគីមី និងថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតបាននាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃការបំភាយឧស្ម័ន polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) ពីប្រភពមិនមែនកសិកម្ម (Pingali, 2012; Duttagupta et al., 2020)។ ប្រមាណ 55% (85,722,000 ហិកតា) នៃដីកសិកម្មសរុបនៅក្នុងប្រទេសឥណ្ឌាត្រូវបានព្យាបាលដោយថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតគីមី។ ក្នុងរយៈពេលប្រាំឆ្នាំចុងក្រោយនេះ (2015–2020) វិស័យកសិកម្មឥណ្ឌាបានប្រើប្រាស់ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតជាមធ្យមពី 55,000 ទៅ 60,000 តោនជារៀងរាល់ឆ្នាំ (នាយកដ្ឋានសហករណ៍ និងសុខុមាលភាពកសិករ ក្រសួងកសិកម្ម រដ្ឋាភិបាលឥណ្ឌា ខែសីហា ឆ្នាំ 2020)។ នៅតំបន់ទំនាប Gangetic ភាគខាងជើង និងកណ្តាល (រដ្ឋដែលមានប្រជាជន និងដង់ស៊ីតេប្រជាជនខ្ពស់បំផុត) ការប្រើប្រាស់ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតលើដំណាំគឺរីករាលដាល ដោយថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតមានច្រើនលើសលប់។ ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត Carbaryl (1-naphthyl-N-methylcarbamate) គឺជាថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត carbamate ដែលមានវិសាលគមទូលំទូលាយ មានជាតិពុលកម្រិតមធ្យមទៅខ្ពស់ ដែលប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យកសិកម្មឥណ្ឌា ក្នុងអត្រាជាមធ្យម 100-110 តោន។ វាត្រូវបានលក់ជាទូទៅក្រោមឈ្មោះពាណិជ្ជកម្ម Sevin ហើយត្រូវបានគេប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងសត្វល្អិត (សត្វកណ្តៀរ ស្រមោចភ្លើង ចៃ កណ្ដៀរ សត្វពីងពាង និងសត្វល្អិតក្រៅផ្ទះជាច្រើនទៀត) ដែលប៉ះពាល់ដល់ដំណាំជាច្រើនប្រភេទ (ពោត សណ្តែកសៀង កប្បាស ផ្លែឈើ និងបន្លែ)។ អតិសុខុមប្រាណមួយចំនួនដូចជា Pseudomonas (NCIB 12042, 12043, C4, C5, C6, C7, Pseudomonas putida XWY-1), Rhodococcus (NCIB 12038), Sphingobacterium spp. (CF06), Burkholderia (C3), Micrococcus និង Arthrobacter ក៏អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងសត្វល្អិតដទៃទៀតផងដែរ។ មានរបាយការណ៍ថា RC100 អាចបំបែកសារធាតុ carbaryl បាន (Larkin និង Day, 1986; Chapalamadugu និង Chaudhry, 1991; Hayatsu et al., 1999; Swetha និង Phale, 2005; Trivedi et al., 2017)។ ផ្លូវបំបែកសារធាតុ carbaryl ត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងទូលំទូលាយនៅកម្រិតជីវគីមី អង់ស៊ីម និងហ្សែននៅក្នុងអ៊ីសូឡង់ដីនៃពពួក Pseudomonas sp. ពូជ C4, C5 និង C6 (Swetha និង Phale, 2005; Trivedi et al., 2016) (រូបភាពទី 3)។ ផ្លូវមេតាបូលីសចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការបំបែកចំណងអេស្ទ័រដោយសារធាតុ carbaryl hydrolase (CH3) ដើម្បីបង្កើតជា 1-naphthol, methylamine និងកាបូនឌីអុកស៊ីត។ បន្ទាប់មក 1-ណាហ្វថុល ត្រូវបានបំលែងទៅជា 1,2-ឌីអ៊ីដ្រូស៊ីណាហ្វថាលីន ដោយ 1-ណាហ្វថុល អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស (1-NH3) ដែលត្រូវបានរំលាយបន្ថែមទៀតតាមរយៈផ្លូវកាបូនកណ្តាលតាមរយៈសាលីស៊ីឡាត និងហ្សង់ទីសេត។ បាក់តេរីបំបែកកាបារីលមួយចំនួនត្រូវបានរាយការណ៍ថារំលាយវាទៅជាអាស៊ីតសាលីស៊ីលតាមរយៈការកាត់ចិញ្ចៀនអ័រថូកាតេកូល (Larkin និង Day, 1986; Chapalamadugu និង Chaudhry, 1991)។ ជាពិសេស បាក់តេរីបំបែកណាហ្វថាលីនជាចម្បងរំលាយអាស៊ីតសាលីស៊ីលតាមរយៈកាតេកូល ខណៈដែលបាក់តេរីបំបែកកាបារីលចូលចិត្តរំលាយអាស៊ីតសាលីស៊ីលិកតាមរយៈផ្លូវហ្សង់ទីសេត។
អាស៊ីតណាហ្វថាលេនស៊ុលហ្វូនិក/អាស៊ីតឌីស៊ុលហ្វូនិក និងដេរីវេអាស៊ីតណាហ្វទីឡាមីនស៊ុលហ្វូនិក អាចត្រូវបានប្រើជាសារធាតុកម្រិតមធ្យមក្នុងការផលិតថ្នាំជ្រលក់អាហ្សូ សារធាតុធ្វើឱ្យសើម សារធាតុបំបែក ជាដើម។ ទោះបីជាសមាសធាតុទាំងនេះមានជាតិពុលទាបចំពោះមនុស្សក៏ដោយ ការវាយតម្លៃជាតិពុលកោសិកាបានបង្ហាញថា ពួកវាមានគ្រោះថ្នាក់ដល់ត្រី ដាហ្វនី និងសារាយ (Greim et al., 1994)។ អ្នកតំណាងនៃពពួក Pseudomonas (ពូជ A3, C22) ត្រូវបានរាយការណ៍ថា ផ្តួចផ្តើមការរំលាយអាហារដោយអ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុងទ្វេដងនៃចិញ្ចៀនអារ៉ូម៉ាទិចដែលមានក្រុមអាស៊ីតស៊ុលហ្វូនិក ដើម្បីបង្កើតជាឌីអ៊ីដ្រូឌីអុល ដែលត្រូវបានបំប្លែងបន្ថែមទៀតទៅជា 1,2-ឌីអ៊ីដ្រូស៊ីណាហ្វថាលីន ដោយការបំបែកដោយឯកឯងនៃក្រុមស៊ុលហ្វីត (Brilon et al., 1981)។ 1,2-ឌីអ៊ីដ្រូស៊ីណាហ្វថាលីនដែលជាលទ្ធផល ត្រូវបានរំលាយតាមរយៈផ្លូវណាហ្វថាលីនបុរាណ ពោលគឺផ្លូវកាតេកូល ឬហ្សង់ទីសេត (រូបភាពទី 4)។ វាត្រូវបានបង្ហាញថា អាស៊ីតអាមីណូណាបតាលេនស៊ុលហ្វូនិក និងអាស៊ីតអ៊ីដ្រូស៊ីណាបតាលេនស៊ុលហ្វូនិក អាចត្រូវបានរំលាយទាំងស្រុងដោយសម្ព័ន្ធបាក់តេរីចម្រុះជាមួយនឹងផ្លូវកាតាបូលីកបំពេញបន្ថែម (Nortemann et al., 1986)។ វាត្រូវបានបង្ហាញថា សមាជិកម្នាក់នៃសម្ព័ន្ធ desulfurizes អាស៊ីតអាមីណូណាបតាលេនស៊ុលហ្វូនិក ឬអាស៊ីតអ៊ីដ្រូស៊ីណាបតាលេនស៊ុលហ្វូនិក ដោយ 1,2-dioxygenation ខណៈពេលដែល aminosalicylate ឬ hydroxysalicylate ត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ជាសារធាតុរំលាយអាហារដែលមិនទាន់កែច្នៃ ហើយត្រូវបានស្រូបយកដោយសមាជិកផ្សេងទៀតនៃសម្ព័ន្ធ។ អាស៊ីតណាបតាលេនឌីស៊ុលហ្វូនិក មានលក្ខណៈសម្បត្តិប៉ូល ប៉ុន្តែមិនអាចរលួយបាន ហើយដូច្នេះអាចត្រូវបានរំលាយតាមរយៈផ្លូវផ្សេងៗគ្នា។ desulfurization ដំបូងកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេល dihydroxylation ជ្រើសរើសនៃចិញ្ចៀនអារ៉ូម៉ាទិច និងក្រុមអាស៊ីតស៊ុលហ្វូនិក; ការបញ្ចេញស៊ុលហ្វួរីសាស្យុងលើកទីពីរកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលអ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុងនៃអាស៊ីត 5-ស៊ុលហ្វូសាលីស៊ីលិកដោយអាស៊ីតសាលីស៊ីលិក 5-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស ដើម្បីបង្កើតជាអាស៊ីតហ្សង់ទីស៊ីក ដែលចូលទៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាល (Brilon et al., 1981) (រូបភាពទី 4)។ អង់ស៊ីមដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការរិចរិលណាហ្វថាលីនក៏ទទួលខុសត្រូវចំពោះការរំលាយអាហារណាហ្វថាលីនស៊ុលហ្វូណាតផងដែរ (Brilon et al., 1981; Keck et al., 2006)។
រូបភាពទី 4. ផ្លូវមេតាបូលីសសម្រាប់ការរិចរិលណាហ្វថាលីនស៊ុលហ្វូណាត។ លេខនៅក្នុងរង្វង់តំណាងឱ្យអង់ស៊ីមដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការរំលាយអាហារណាហ្វទីលស៊ុលហ្វូណាត ដែលស្រដៀងគ្នា/ដូចគ្នាបេះបិទទៅនឹងអង់ស៊ីមដែលបានពិពណ៌នាក្នុងរូបភាពទី 3។
PAHs ទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាប (LMW-PAHs) អាចកាត់បន្ថយបាន មិនជ្រាបទឹក និងរលាយមិនបានល្អ ដូច្នេះហើយមិនងាយនឹងរងការបំបែក/រិចរិលដោយធម្មជាតិទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អតិសុខុមប្រាណអេរ៉ូប៊ីកអាចអុកស៊ីតកម្មវាដោយស្រូបយកអុកស៊ីសែនម៉ូលេគុល (O2)។ អង់ស៊ីមទាំងនេះភាគច្រើនជាកម្មសិទ្ធិរបស់ថ្នាក់អុកស៊ីដូរ៉េដុកតាស ហើយអាចអនុវត្តប្រតិកម្មផ្សេងៗដូចជា អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុងរង្វង់អារ៉ូម៉ាទិក (ម៉ូណូ ឬ ឌីអ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុង) ឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាស៊ីត និង ការបំបែករង្វង់អារ៉ូម៉ាទិក។ ផលិតផលដែលទទួលបានពីប្រតិកម្មទាំងនេះស្ថិតក្នុងស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មខ្ពស់ជាង ហើយងាយនឹងរំលាយបានតាមរយៈផ្លូវកាបូនកណ្តាល (Phale et al., 2020)។ អង់ស៊ីមនៅក្នុងផ្លូវរិចរិលត្រូវបានរាយការណ៍ថាអាចបង្កបាន។ សកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីមទាំងនេះមានកម្រិតទាប ឬមិនអាចទទួលយកបាន នៅពេលដែលកោសិកាត្រូវបានដាំដុះនៅលើប្រភពកាបូនសាមញ្ញដូចជាគ្លុយកូស ឬអាស៊ីតសរីរាង្គ។ តារាងទី 3 សង្ខេបអង់ស៊ីមផ្សេងៗ (អុកស៊ីហ្សែនណាស អ៊ីដ្រូឡាស ឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាស អុកស៊ីដាស។ល។) ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយអាហាររបស់ណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វា។
តារាងទី 3. លក្ខណៈជីវគីមីនៃអង់ស៊ីមដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការរិចរិលនៃណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វា។
ការសិក្សាអំពីអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្ម (18O2) បានបង្ហាញថា ការដាក់បញ្ចូល O2 ម៉ូលេគុលទៅក្នុងរង្វង់អារ៉ូម៉ាទិចដោយអុកស៊ីហ្សែនណាស គឺជាជំហានសំខាន់បំផុតក្នុងការធ្វើឱ្យសកម្មដល់ការរលួយជីវសាស្រ្តបន្ថែមទៀតនៃសមាសធាតុមួយ (Hayaishi et al., 1955; Mason et al., 1955)។ ការដាក់បញ្ចូលអាតូមអុកស៊ីសែនមួយ (O2) ពីម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែន (O2) ទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានផ្តួចផ្តើមដោយម៉ូណូអុកស៊ីហ្សែនណាសខាងក្នុង ឬខាងក្រៅ (ហៅម្យ៉ាងទៀតថា អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស)។ អាតូមអុកស៊ីសែនមួយទៀតត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាទឹក។ ម៉ូណូអុកស៊ីហ្សែនណាសខាងក្រៅកាត់បន្ថយហ្វ្លាវីនជាមួយ NADH ឬ NADPH ចំណែកឯនៅក្នុងអង់ដូម៉ូណូអុកស៊ីហ្សែនណាស ហ្វ្លាវីនត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយស្រទាប់ខាងក្រោម។ ទីតាំងនៃអ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុងបណ្តាលឱ្យមានភាពចម្រុះក្នុងការបង្កើតផលិតផល។ ឧទាហរណ៍ សាលីស៊ីឡាត 1-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស អាស៊ីតសាលីស៊ីឡាស៊ីលិកនៅទីតាំង C1 បង្កើតបានជាកាតេកូល។ ម៉្យាងវិញទៀត សាលីស៊ីឡាត 5-អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស ដែលមានសមាសធាតុច្រើន (ដែលមានផ្ទុកសារធាតុរីដុកតាស ហ្វឺរីដុកស៊ីន និងអុកស៊ីហ្សែនអាសេ) អ៊ីដ្រូស៊ីឡាតអាស៊ីតសាលីស៊ីឡាស៊ីនៅទីតាំង C5 បង្កើតបានជាអាស៊ីតហ្សង់ទីស៊ីក (Yamamoto et al., 1965)។
ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសបញ្ចូលអាតូម O2 ពីរទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។ អាស្រ័យលើផលិតផលដែលបានបង្កើតឡើង ពួកវាត្រូវបានបែងចែកទៅជា ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសអ៊ីដ្រូស៊ីឡាទីងរាងជារង្វង់ និង ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសកាត់រាងជារង្វង់។ ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសអ៊ីដ្រូស៊ីឡាទីងរាងជារង្វង់ បំលែងស្រទាប់ខាងក្រោមអារ៉ូម៉ាទិចទៅជា ស៊ីស-ឌីអ៊ីដ្រូឌីអុល (ឧទាហរណ៍ ណាហ្វថាលីន) ហើយរីករាលដាលក្នុងចំណោមបាក់តេរី។ រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន វាត្រូវបានបង្ហាញថា សារពាង្គកាយដែលមានឌីអុកស៊ីហ្សែនណាសអ៊ីដ្រូស៊ីឡាទីងរាងជារង្វង់ មានសមត្ថភាពលូតលាស់លើប្រភពកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចផ្សេងៗ ហើយអង់ស៊ីមទាំងនេះត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជា NDO (ណាហ្វថាលីន) តូលូអ៊ីន ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស (TDO, តូលូអ៊ីន) និង ប៊ីហ្វេនីល ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស (BPDO, ប៊ីហ្វេនីល)។ ទាំង NDO និង BPDO អាចជំរុញ​ដំណើរការ​អុកស៊ីតកម្ម​ទ្វេ​ដង និង​អ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុង​ខ្សែ​ចំហៀង​នៃ​អ៊ីដ្រូកាបូន​អារ៉ូម៉ាទិច​ប៉ូលីគ្លីក​ជាច្រើន​ប្រភេទ (toluene, nitrotoluene, xylene, ethylbenzene, naphthalene, biphenyl, fluorene, indole, methylnaphthalene, naphthalenesulfonate, phenanthrene, anthracene, acetophenone ជាដើម) (Boyd និង Sheldrake, 1998; Phale et al., 2020)។ NDO គឺជាប្រព័ន្ធពហុសមាសធាតុដែលមានអុកស៊ីដូរ៉េដុកតាស ហ្វឺរីដុកស៊ីន និងសមាសធាតុអុកស៊ីហ្សែនដែលមានទីតាំងសកម្ម (Gibson និង Subramanian, 1984; Resnick et al., 1996)។ ឯកតាកាតាលីករនៃ NDO មានអនុឯកតា α ធំមួយ និងអនុឯកតា β តូចមួយដែលរៀបចំក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ α3β3។ NDO ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមគ្រួសារអុកស៊ីហ្សែនមួយក្រុមធំ ហើយអនុឯកតា α របស់វាមាន Rieske site [2Fe-2S] និង mononuclear non-heme iron ដែលកំណត់ភាពជាក់លាក់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៃ NDO (Parales et al., 1998)។ ជាធម្មតា នៅក្នុងវដ្តកាតាលីករមួយ អេឡិចត្រុងពីរពីការកាត់បន្ថយនៃ pyridine nucleotide ត្រូវបានផ្ទេរទៅអ៊ីយ៉ុង Fe(II) នៅក្នុងតំបន់សកម្មតាមរយៈ reductase, ferredoxin និង Rieske site។ សមមូលកាត់បន្ថយធ្វើឱ្យអុកស៊ីសែនម៉ូលេគុលសកម្ម ដែលជាតម្រូវការជាមុនសម្រាប់ substrate dihydroxylation (Ferraro et al., 2005)។ រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន មានតែ NDO មួយចំនួនតូចប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបន្សុទ្ធ និងកំណត់លក្ខណៈលម្អិតពីពូជផ្សេងៗគ្នា ហើយការគ្រប់គ្រងហ្សែននៃផ្លូវដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរិចរិល naphthalene ត្រូវបានសិក្សាលម្អិត (Resnick et al., 1996; Parales et al., 1998; Karlsson et al., 2003)។ ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស​កាត់​រង្វង់ (អង់ស៊ីម​កាត់​រង្វង់​អង់ដូ ឬ​អ័រថូ និង​អង់ស៊ីម​កាត់​រង្វង់​អ៊ិចសូឌីអុល ឬ​មេតា) ធ្វើសកម្មភាពលើសមាសធាតុអារ៉ូម៉ាទិចដែលមានអ៊ីដ្រូស៊ីឡាត។ ឧទាហរណ៍ ឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស​កាត់​រង្វង់​អង់ដូគឺ catechol-1,2-dioxygenase ចំណែកឯឌីអុកស៊ីហ្សែនណាស​កាត់​រង្វង់​អង់ដូគឺ catechol-2,3-dioxygenase (Kojima et al., 1961; Nozaki et al., 1968)។ បន្ថែមពីលើអុកស៊ីហ្សែនណាសផ្សេងៗ ក៏មានឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាសផ្សេងៗដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការបំបែកអ៊ីដ្រូហ្សែននៃឌីអ៊ីដ្រូឌីអុលអារ៉ូម៉ាទិច អាល់កុល និងអាល់ដេអ៊ីត និងប្រើ NAD+/NADP+ ជាឧបករណ៍ទទួលអេឡិចត្រុង ដែលជាអង់ស៊ីមសំខាន់ៗមួយចំនួនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយអាហារ (Gibson និង Subramanian, 1984; Shaw និង Harayama, 1990; Fahle et al., 2020)។
អង់ស៊ីមដូចជា អ៊ីដ្រូឡាស (អេស្តេរ៉ាស, អាមីដាស) គឺជាថ្នាក់អង់ស៊ីមសំខាន់ទីពីរដែលប្រើទឹកដើម្បីកាត់ចំណងកូវ៉ាឡង់ និងបង្ហាញពីភាពជាក់លាក់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមយ៉ាងទូលំទូលាយ។ កាបារីល អ៊ីដ្រូឡាស និង អ៊ីដ្រូឡាស ផ្សេងទៀតត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសមាសធាតុនៃស្រទាប់ខាងក្រៅ (ភ្នាសឆ្លងកាត់) នៅក្នុងសមាជិកនៃបាក់តេរីក្រាមអវិជ្ជមាន (Kamini et al., 2018)។ កាបារីលមានទាំងចំណងអាមីដ និងអេស្ទ័រ។ ដូច្នេះវាអាចត្រូវបានអ៊ីដ្រូលីសដោយអេស្តេរ៉ាស ឬអាមីដាស ដើម្បីបង្កើតជា 1-ណាហ្វថុល។ កាបារីល នៅក្នុងពូជ Rhizobium rhizobium AC10023 និងពូជ Arthrobacter RC100 ត្រូវបានរាយការណ៍ថាដំណើរការជាអេស្តេរ៉ាស និងអាមីដាសរៀងៗខ្លួន។ កាបារីល នៅក្នុងពូជ Arthrobacter RC100 ក៏ដំណើរការជាអាមីដាសផងដែរ។ RC100 ត្រូវបានបង្ហាញថាអាចបំបែកថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតថ្នាក់ N-methylcarbamate ចំនួនបួនប្រភេទដូចជា carbaryl, methomyl, mefenamic acid និង XMC (Hayaatsu et al., 2001)។ វាត្រូវបានរាយការណ៍ថា CH នៅក្នុង Pseudomonas sp. C5pp អាចធ្វើសកម្មភាពលើ carbaryl (សកម្មភាព 100%) និង 1-naphthyl acetate (សកម្មភាព 36%) ប៉ុន្តែមិនមែនលើ 1-naphthylacetamide ទេ ដែលបង្ហាញថាវាជា esterase (Trivedi et al., 2016)។
ការសិក្សាជីវគីមី គំរូបទប្បញ្ញត្តិអង់ស៊ីម និងការវិភាគហ្សែនបានបង្ហាញថា ហ្សែនរិចរិលណាហ្វថាលីនមានឯកតាបទប្បញ្ញត្តិពីរដែលអាចបង្កឡើងបាន ឬ "អូប៉េរ៉ុង"៖ nah ("ផ្លូវខាងលើ" ដែលបំប្លែងណាហ្វថាលីនទៅជាអាស៊ីតសាលីស៊ីលិក) និង sal ("ផ្លូវខាងក្រោម" ដែលបំប្លែងអាស៊ីតសាលីស៊ីលិកទៅជាផ្លូវកាបូនកណ្តាលតាមរយៈ catechol)។ អាស៊ីតសាលីស៊ីលិក និងសារធាតុស្រដៀងគ្នារបស់វាអាចដើរតួជាឧបករណ៍បង្ក (Shamsuzzaman និង Barnsley, 1974)។ នៅក្នុងវត្តមាននៃគ្លុយកូស ឬអាស៊ីតសរីរាង្គ អូប៉េរ៉ុងត្រូវបានបង្ក្រាប។ រូបភាពទី 5 បង្ហាញពីការរៀបចំហ្សែនពេញលេញនៃការរិចរិលណាហ្វថាលីន (ក្នុងទម្រង់អូប៉េរ៉ុង)។ វ៉ារ្យ៉ង់/ទម្រង់ជាច្រើនដែលមានឈ្មោះនៃហ្សែន nah (ndo/pah/dox) ត្រូវបានពិពណ៌នា និងបានរកឃើញថាមានភាពដូចគ្នានៃលំដាប់ខ្ពស់ (90%) ក្នុងចំណោមប្រភេទ Pseudomonas ទាំងអស់ (Abbasian et al., 2016)។ ហ្សែននៃផ្លូវខាងលើណាហ្វថាលីនត្រូវបានរៀបចំជាទូទៅតាមលំដាប់ឯកភាពដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5A។ ហ្សែនមួយទៀតគឺ nahQ ក៏ត្រូវបានគេរាយការណ៍ថាពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយអាហារណាហ្វថាលីន ហើយជាធម្មតាមានទីតាំងនៅចន្លោះ nahC និង nahE ប៉ុន្តែមុខងារពិតប្រាកដរបស់វានៅតែមិនទាន់ត្រូវបានបកស្រាយនៅឡើយទេ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ហ្សែន nahY ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះ chemotaxis ដែលងាយប្រតិកម្មនឹងណាហ្វថាលីន ត្រូវបានរកឃើញនៅចុងខាងចុងនៃអូប៉េរ៉ុង nah ចំពោះសមាជិកមួយចំនួន។ នៅក្នុង Ralstonia sp. ហ្សែន U2 ដែលអ៊ិនកូដ glutathione S-transferase (gsh) ត្រូវបានគេរកឃើញថាមានទីតាំងនៅចន្លោះ nahAa និង nahAb ប៉ុន្តែមិនបានប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈនៃការប្រើប្រាស់ណាហ្វថាលីនទេ (Zylstra et al., 1997)។
រូបភាពទី 5. ការរៀបចំហ្សែន និងភាពចម្រុះដែលសង្កេតឃើញក្នុងអំឡុងពេលនៃការរិចរិលណាហ្វថាលីនក្នុងចំណោមប្រភេទបាក់តេរី; (ក) ផ្លូវណាហ្វថាលីនខាងលើ ការរំលាយអាហាររបស់ណាហ្វថាលីនទៅជាអាស៊ីតសាលីស៊ីលីក; (ខ) ផ្លូវណាហ្វថាលីនខាងក្រោម អាស៊ីតសាលីស៊ីលីកតាមរយៈកាតេកូលទៅកាន់ផ្លូវកាបូនកណ្តាល; (គ) អាស៊ីតសាលីស៊ីលីកតាមរយៈហ្សង់ទីសេតទៅកាន់ផ្លូវកាបូនកណ្តាល។
«ផ្លូវខាងក្រោម» (sal operon) ជាធម្មតាមាន nahGTHINLMOKJ ហើយបំប្លែង salicylate ទៅជា pyruvate និង acetaldehyde តាមរយៈផ្លូវ catechol metaring cleavage pathway។ ហ្សែន nahG (អ៊ិនកូដ salicylate hydroxylase) ត្រូវបានគេរកឃើញថាត្រូវបានរក្សាទុកនៅចុងប្រសព្វនៃ operon (រូបភាពទី 5B)។ បើប្រៀបធៀបជាមួយពូជដែលបំបែក naphthalene ផ្សេងទៀត នៅក្នុង P. putida CSV86 nah និង sal operon គឺជាប់គ្នា និងទាក់ទងគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធ (ប្រហែល 7.5 kb)។ នៅក្នុងបាក់តេរីក្រាមអវិជ្ជមានមួយចំនួន ដូចជា Ralstonia sp. U2, Polaromonas naphthalenivorans CJ2 និង P. putida AK5 naphthalene ត្រូវបានរំលាយជាសារធាតុរំលាយអាហារកាបូនកណ្តាលតាមរយៈផ្លូវ gentisate (ក្នុងទម្រង់ជា operon sgp/nag)។ កាសែតហ្សែនជាធម្មតាត្រូវបានតំណាងក្នុងទម្រង់ nagAaGHAbAcAdBFCQEDJI ដែល nagR (អ៊ិនកូដនិយតករប្រភេទ LysR) មានទីតាំងនៅចុងខាងលើ (រូបភាពទី 5C)។
កាបារីលចូលទៅក្នុងវដ្តកាបូនកណ្តាលតាមរយៈការរំលាយអាហាររបស់ 1-ណាហ្វថុល, 1,2-ឌីអ៊ីដ្រូស៊ីណាបតាលីន, អាស៊ីតសាលីស៊ីលិក និងអាស៊ីតហ្សង់ទីស៊ីក (រូបភាពទី 3)។ ដោយផ្អែកលើការសិក្សាផ្នែកហ្សែន និងមេតាបូលីស វាត្រូវបានគេស្នើឡើងដើម្បីបែងចែកផ្លូវនេះទៅជា "ចរន្តទឹកខាងលើ" (ការបំប្លែងកាបារីលទៅជាអាស៊ីតសាលីស៊ីលិក) "ចរន្តទឹកកណ្តាល" (ការបំប្លែងអាស៊ីតសាលីស៊ីលិកទៅជាអាស៊ីតហ្សង់ទីស៊ីក) និង "ចរន្តទឹកខាងក្រោម" (ការបំប្លែងអាស៊ីតហ្សង់ទីស៊ីកទៅជាសារធាតុអន្តរការីផ្លូវកាបូនកណ្តាល) (Singh et al., 2013)។ ការវិភាគហ្សែននៃ C5pp (supercontig A, 76.3 kb) បានបង្ហាញថាហ្សែន mcbACBDEF ពាក់ព័ន្ធនឹងការបំប្លែង carbaryl ទៅជាអាស៊ីត salicylic បន្ទាប់មកដោយ mcbIJKL ក្នុងការបំប្លែងអាស៊ីត salicylic ទៅជាអាស៊ីត gentisic និង mcbOQP ក្នុងការបំប្លែងអាស៊ីត gentisic ទៅជាសមាសធាតុកាបូនកណ្តាល (fumarate និង pyruvate, Trivedi et al., 2016) (រូបភាពទី 6)។
មានការរាយការណ៍ថា អង់ស៊ីមដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរិចរិលនៃអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិច (រួមទាំងណាហ្វថាលីន និងអាស៊ីតសាលីស៊ីលីក) អាចត្រូវបានបង្កឡើងដោយសមាសធាតុដែលត្រូវគ្នា និងត្រូវបានរារាំងដោយប្រភពកាបូនសាមញ្ញដូចជាគ្លុយកូស ឬអាស៊ីតសរីរាង្គ (Shingler, 2003; Phale et al., 2019, 2020)។ ក្នុងចំណោមផ្លូវមេតាបូលីសផ្សេងៗនៃណាហ្វថាលីន និងដេរីវេរបស់វា លក្ខណៈពិសេសនៃនិយតកម្មនៃណាហ្វថាលីន និងកាបារីលត្រូវបានសិក្សាក្នុងកម្រិតខ្លះ។ ចំពោះណាហ្វថាលីន ហ្សែនទាំងនៅក្នុងផ្លូវខាងលើ និងខាងក្រោមត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយ NahR ដែលជានិយតករវិជ្ជមានប្រភេទ LysR។ វាត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការបញ្ចូលហ្សែន nah ដោយអាស៊ីតសាលីស៊ីលីក និងការបញ្ចេញមតិកម្រិតខ្ពស់ជាបន្តបន្ទាប់របស់វា (Yen និង Gunsalus, 1982)។ លើសពីនេះ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា កត្តាម្ចាស់ផ្ទះរួមបញ្ចូលគ្នា (IHF) និង XylR (និយតករប្រតិចារិកដែលពឹងផ្អែកលើ sigma 54) ក៏មានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការធ្វើឱ្យសកម្មប្រតិចារិកនៃហ្សែនក្នុងការរំលាយអាហារណាហ្វថាលីន (Ramos et al., 1997)។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា អង់ស៊ីមនៃផ្លូវបើករង្វង់មេតាកាតេកូល ពោលគឺកាតេកូល 2,3-ឌីអុកស៊ីហ្សេណេស ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងវត្តមាននៃណាហ្វថាលីន និង/ឬអាស៊ីតសាលីស៊ីលិក (Basu et al., 2006)។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា អង់ស៊ីមនៃផ្លូវបើករង្វង់អ័រថូកាតេកូល ពោលគឺកាតេកូល 1,2-ឌីអុកស៊ីហ្សេណេស ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងវត្តមាននៃអាស៊ីតបេនហ្សូអ៊ីក និងស៊ីសស៊ីស-មូកូណេត (Parsek et al., 1994; Tover et al., 2001)។
នៅក្នុងពូជ C5pp ហ្សែនចំនួនប្រាំគឺ mcbG, mcbH, mcbN, mcbR និង mcbS អ៊ិនកូដនិយតករដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់គ្រួសារ LysR/TetR នៃនិយតករប្រតិចារិកដែលទទួលខុសត្រូវក្នុងការគ្រប់គ្រងការរិចរិល carbaryl។ ហ្សែន homologous mcbG ត្រូវបានគេរកឃើញថាមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធបំផុតទៅនឹងនិយតករប្រភេទ LysR PhnS (អត្តសញ្ញាណអាស៊ីតអាមីណូ 58%) ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយអាហារ phenanthrene នៅក្នុង Burkholderia RP00725 (Trivedi et al., 2016)។ ហ្សែន mcbH ត្រូវបានគេរកឃើញថាមានជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងផ្លូវមធ្យម (ការបំប្លែងអាស៊ីត salicylic ទៅជាអាស៊ីត gentisic) និងជាកម្មសិទ្ធិរបស់និយតករប្រតិចារិកប្រភេទ LysR NagR/DntR/NahR នៅក្នុង Pseudomonas និង Burkholderia។ សមាជិកនៃគ្រួសារនេះត្រូវបានគេរាយការណ៍ថាទទួលស្គាល់អាស៊ីត salicylic ជាម៉ូលេគុល effector ជាក់លាក់សម្រាប់ការបញ្ចូលហ្សែនរិចរិល។ ម៉្យាងវិញទៀត ហ្សែនចំនួនបីគឺ mcbN, mcbR និង mcbS ដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់និយតករប្រតិចារិកប្រភេទ LysR និង TetR ត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណនៅក្នុងផ្លូវចុះក្រោម (សារធាតុរំលាយអាហារផ្លូវកាបូនកណ្តាល-ហ្សង់ទីសេត)។
នៅក្នុងប្រូការីយ៉ូត ដំណើរការផ្ទេរហ្សែនផ្ដេក (ការទទួលបាន ការផ្លាស់ប្តូរ ឬការផ្ទេរ) តាមរយៈប្លាស្មីត ត្រង់ស្ប៉ូសុង ប្រូហ្វាស កោះហ្សែន និងធាតុផ្សំរួមបញ្ចូលគ្នា (ICE) គឺជាមូលហេតុចម្បងនៃភាពប្លាស្ទិកនៅក្នុងហ្សែនបាក់តេរី ដែលនាំឱ្យមានការទទួលបាន ឬបាត់បង់មុខងារ/លក្ខណៈជាក់លាក់។ វាអនុញ្ញាតឱ្យបាក់តេរីសម្របខ្លួនយ៉ាងឆាប់រហ័សទៅនឹងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានផ្សេងៗគ្នា ដោយផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិមេតាបូលីសសម្របខ្លួនដល់ម្ចាស់ផ្ទះ ដូចជាការរិចរិលនៃសមាសធាតុអារ៉ូម៉ាទិច។ ការផ្លាស់ប្តូរមេតាបូលីសជារឿយៗត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈការលៃតម្រូវល្អិតល្អន់នៃអូប៉េរ៉ុនរិចរិល យន្តការនិយតកម្មរបស់វា និងភាពជាក់លាក់នៃអង់ស៊ីម ដែលជួយសម្រួលដល់ការរិចរិលនៃសមាសធាតុអារ៉ូម៉ាទិចជាច្រើនប្រភេទ (Nojiri et al., 2004; Phale et al., 2019, 2020)។ កាសែតហ្សែនសម្រាប់ការរិចរិលណាហ្វថាលីនត្រូវបានគេរកឃើញថាមានទីតាំងនៅលើធាតុចល័តជាច្រើនប្រភេទដូចជាប្លាស្មីត (ភ្ជាប់ និងមិនភ្ជាប់) ត្រង់ស្ប៉ូសុង ហ្សែន ICE និងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប្រភេទបាក់តេរីផ្សេងៗគ្នា (រូបភាពទី 5)។ នៅក្នុង Pseudomonas G7 អូប៉េរ៉ុង nah និង sal នៃ plasmid NAH7 ត្រូវបានចម្លងក្នុងទិសដៅដូចគ្នា ហើយជាផ្នែកមួយនៃ transposon ដែលមានបញ្ហា ដែលតម្រូវឱ្យមាន transposase Tn4653 សម្រាប់ការចល័ត (Sota et al., 2006)។ នៅក្នុងពូជ Pseudomonas NCIB9816-4 ហ្សែននេះត្រូវបានរកឃើញនៅលើ plasmid ភ្ជាប់ pDTG1 ជាអូប៉េរ៉ុងពីរ (ប្រហែល 15 kb ពីគ្នា) ដែលត្រូវបានចម្លងក្នុងទិសដៅផ្ទុយគ្នា (Dennis និង Zylstra, 2004)។ នៅក្នុងពូជ Pseudomonas putida AK5 ប្លាស្មីតមិនភ្ជាប់ pAK5 អ៊ិនកូដអង់ស៊ីមដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការរិចរិល naphthalene តាមរយៈផ្លូវ gentisate (Izmalkova et al., 2013)។ នៅក្នុងពូជ Pseudomonas PMD-1 អូប៉េរ៉ុន nah មានទីតាំងនៅលើក្រូម៉ូសូម ចំណែកឯអូប៉េរ៉ុន sal មានទីតាំងនៅលើប្លាស្មីតផ្សំ pMWD-1 (Zuniga et al., 1981)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុង Pseudomonas stutzeri AN10 ហ្សែនរិចរិលណាហ្វថាលីនទាំងអស់ (អូប៉េរ៉ុន nah និង sal) មានទីតាំងនៅលើក្រូម៉ូសូម ហើយប្រហែលជាត្រូវបានជ្រើសរើសតាមរយៈការប្តូរទីតាំង ការរួមបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញ និងព្រឹត្តិការណ៍រៀបចំឡើងវិញ (Bosch et al., 2000)។ នៅក្នុង Pseudomonas sp. CSV86 អូប៉េរ៉ុន nah និង sal មានទីតាំងនៅក្នុងហ្សែនក្នុងទម្រង់ជា ICE (ICECSV86)។ រចនាសម្ព័ន្ធនេះត្រូវបានការពារដោយ tRNAGly បន្ទាប់មកដោយការកើតឡើងវិញដោយផ្ទាល់ដែលបង្ហាញពីកន្លែងបញ្ចូលគ្នា/ភ្ជាប់ (attR និង attL) និងអ៊ីនធឺក្រាសដូចហ្វាជដែលមានទីតាំងនៅចុងទាំងពីរនៃ tRNAGly ដូច្នេះមានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នាទៅនឹងធាតុ ICEclc (ICEclcB13 នៅក្នុង Pseudomonas knackmusii សម្រាប់ការរិចរិល chlorocatechol)។ វាត្រូវបានរាយការណ៍ថាហ្សែននៅលើ ICE អាចត្រូវបានផ្ទេរដោយការផ្សំជាមួយនឹងប្រេកង់ផ្ទេរទាបបំផុត (10-8) ដោយហេតុនេះផ្ទេរលក្ខណៈសម្បត្តិរិចរិលទៅអ្នកទទួល (Basu និង Phale, 2008; Phale et al., 2019)។
ហ្សែនភាគច្រើនដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការរិចរិលនៃកាបារីលមានទីតាំងនៅលើប្លាស្មីត។ Arthrobacter sp. RC100 មានប្លាស្មីតបី (pRC1, pRC2 និង pRC300) ដែលក្នុងនោះប្លាស្មីតផ្សំពីរគឺ pRC1 និង pRC2 អ៊ិនកូដអង់ស៊ីមដែលបំលែងកាបារីលទៅជាហ្សេនទីសេត។ ម្យ៉ាងវិញទៀត អង់ស៊ីមដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបំលែងហ្សេនទីសេតទៅជាសារធាតុរំលាយកាបូនកណ្តាលមានទីតាំងនៅលើក្រូម៉ូសូម (Hayaatsu et al., 1999)។ បាក់តេរីនៃពពួក Rhizobium។ ពូជ AC100 ដែលប្រើសម្រាប់ការបំលែងកាបារីលទៅជា 1-naphthol មានផ្ទុកប្លាស្មីត pAC200 ដែលផ្ទុកហ្សែន cehA ដែលអ៊ិនកូដ CH ជាផ្នែកមួយនៃ transposon Tnceh ដែលហ៊ុំព័ទ្ធដោយលំដាប់ដូចធាតុបញ្ចូល (istA និង istB) (Hashimoto et al., 2002)។ នៅក្នុងពូជ Sphingomonas CF06 ហ្សែនរិចរិល carbaryl ត្រូវបានគេជឿថាមានវត្តមាននៅក្នុងប្លាស្មីតចំនួនប្រាំ៖ pCF01, pCF02, pCF03, pCF04, និង pCF05។ ភាពដូចគ្នានៃ DNA នៃប្លាស្មីតទាំងនេះគឺខ្ពស់ ដែលបង្ហាញពីអត្ថិភាពនៃព្រឹត្តិការណ៍ចម្លងហ្សែន (Feng et al., 1997)។ នៅក្នុងស៊ីមប៊ីយ៉ុងរិចរិល carbaryl ដែលផ្សំឡើងពីប្រភេទ Pseudomonas ពីរប្រភេទ ពូជ 50581 មានប្លាស្មីត conjugative pCD1 (50 kb) ដែលអ៊ិនកូដហ្សែន mcd carbaryl hydrolase ខណៈពេលដែលប្លាស្មីត conjugative ក្នុងពូជ 50552 អ៊ិនកូដអង់ស៊ីម 1-naphthol-degrading (Chapalamadugu and Chaudhry, 1991)។ នៅក្នុងពូជ Achromobacter WM111 ហ្សែន mcd furadan hydrolase មានទីតាំងនៅលើប្លាស្មីត 100 kb (pPDL11)។ ហ្សែននេះត្រូវបានបង្ហាញថាមានវត្តមាននៅលើប្លាស្មីតផ្សេងៗគ្នា (100, 105, 115 ឬ 124 kb) នៅក្នុងបាក់តេរីផ្សេងៗគ្នាមកពីតំបន់ភូមិសាស្ត្រផ្សេងៗគ្នា (Parekh et al., 1995)។ នៅក្នុង Pseudomonas sp. C5pp ហ្សែនទាំងអស់ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការរិចរិល carbaryl មានទីតាំងនៅក្នុងហ្សែនដែលមានវិសាលភាព 76.3 kb នៃលំដាប់ (Trivedi et al., 2016)។ ការវិភាគហ្សែន (6.15 Mb) បានបង្ហាញពីវត្តមាននៃ MGEs ចំនួន 42 និង GEIs ចំនួន 36 ដែលក្នុងនោះ MGEs ចំនួន 17 មានទីតាំងនៅក្នុង supercontig A (76.3 kb) ជាមួយនឹងមាតិកា G+C មិនស៊ីមេទ្រីជាមធ្យម (54–60 mol%) ដែលបង្ហាញពីព្រឹត្តិការណ៍ផ្ទេរហ្សែនផ្ដេកដែលអាចកើតមាន (Trivedi et al., 2016)។ P. putida XWY-1 បង្ហាញពីការរៀបចំស្រដៀងគ្នានៃហ្សែនរិចរិល carbaryl ប៉ុន្តែហ្សែនទាំងនេះមានទីតាំងនៅលើប្លាស្មីតមួយ (Zhu et al., 2019)។
បន្ថែមពីលើប្រសិទ្ធភាពមេតាបូលីសនៅកម្រិតជីវគីមី និងហ្សែន អតិសុខុមប្រាណក៏បង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិ ឬការឆ្លើយតបផ្សេងទៀតដូចជា គីមីតូស៊ីស លក្ខណៈសម្បត្តិកែប្រែផ្ទៃកោសិកា ការចាត់ថ្នាក់ ការប្រើប្រាស់អនុគ្រោះ ការផលិតជីវសារធាតុសកម្មជាដើម ដែលជួយពួកវាឱ្យរំលាយសារធាតុបំពុលក្រអូបបានកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងបរិស្ថានដែលមានការបំពុល (រូបភាពទី 7)។
រូបភាពទី 7. យុទ្ធសាស្ត្រឆ្លើយតបកោសិកាផ្សេងៗគ្នានៃបាក់តេរីដែលបំបែកអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចដ៏ល្អសម្រាប់ការបំបែកជីវសាស្រ្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃសមាសធាតុបំពុលបរទេស។
ប្រតិកម្មគីមីតូតាក់ស៊ីត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកត្តាដែលបង្កើនការរិចរិលនៃសារធាតុបំពុលសរីរាង្គនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដែលមានការបំពុលខុសៗគ្នា។ (2002) បានបង្ហាញថា គីមីតូតាក់ស៊ីនៃ Pseudomonas sp. G7 ទៅជាណាហ្វថាលីនបានបង្កើនអត្រានៃការរិចរិលណាហ្វថាលីននៅក្នុងប្រព័ន្ធទឹក។ ពូជ G7 ប្រភេទព្រៃបានរិចរិលណាហ្វថាលីនលឿនជាងពូជដែលមានការផ្លាស់ប្តូរដែលខ្វះគីមីតូតាក់ស៊ី។ ប្រូតេអ៊ីន NahY (អាស៊ីតអាមីណូ 538 ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធភ្នាស) ត្រូវបានគេរកឃើញថាត្រូវបានចម្លងរួមគ្នាជាមួយហ្សែនផ្លូវមេតាក្លេអាវ៉ាជនៅលើប្លាស្មីត NAH7 ហើយដូចជាឧបករណ៍បញ្ជូនគីមីតូតាក់ស៊ីដែរ ប្រូតេអ៊ីននេះហាក់ដូចជាដំណើរការជាគីមីទទួលសម្រាប់ការរិចរិលណាហ្វថាលីន (Grimm and Harwood 1997)។ ការសិក្សាមួយផ្សេងទៀតដោយ Hansel et al. (2009) បានបង្ហាញថា ប្រូតេអ៊ីននេះគឺជាគីមីតូតាក់ស៊ី ប៉ុន្តែអត្រារិចរិលរបស់វាខ្ពស់។ (2011) បានបង្ហាញពីប្រតិកម្មគីមីតូតាក់ស៊ីរបស់បាក់តេរី Pseudomonas (P. putida) ទៅនឹងណាហ្វថាលីនឧស្ម័ន ដែលការសាយភាយដំណាក់កាលឧស្ម័នបានបណ្តាលឱ្យមានលំហូរណាហ្វថាលីនជាប្រចាំទៅកាន់កោសិកា ដែលគ្រប់គ្រងប្រតិកម្មគីមីតូតាក់ស៊ីនៃកោសិកា។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានទាញយកប្រយោជន៍ពីឥរិយាបថគីមីតូតាក់ស៊ីនេះដើម្បីបង្កើតអតិសុខុមប្រាណដែលនឹងបង្កើនអត្រានៃការរិចរិល (chemotactic)។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ផ្លូវគីមីតូតាក់ស៊ីក៏គ្រប់គ្រងមុខងារកោសិកាផ្សេងទៀតដូចជា ការបែងចែកកោសិកា ការគ្រប់គ្រងវដ្តកោសិកា និងការបង្កើតជីវហ្វីម ដោយហេតុនេះជួយគ្រប់គ្រងអត្រានៃការរិចរិល (chemotaxis)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការប្រើប្រាស់លក្ខណៈសម្បត្តិនេះ (chemotaxis) សម្រាប់ការរិចរិលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានរារាំងដោយឧបសគ្គជាច្រើន។ ឧបសគ្គចម្បងគឺ៖ (ក) អ្នកទទួល paralogous ផ្សេងៗគ្នាទទួលស្គាល់សមាសធាតុ/លីហ្គែនដូចគ្នា; (ខ) អត្ថិភាពនៃអ្នកទទួលជំនួស ពោលគឺត្រូពិចថាមពល; (គ) ភាពខុសគ្នានៃលំដាប់សំខាន់ៗនៅក្នុងដែនញ្ញាណនៃក្រុមគ្រួសារអ្នកទទួលដូចគ្នា; និង (ឃ) កង្វះព័ត៌មានអំពីប្រូតេអ៊ីនចាប់សញ្ញាបាក់តេរីសំខាន់ៗ (Ortega et al., 2017; Martin-Mora et al., 2018)។ ពេលខ្លះ ការរលួយជីវសាស្រ្តនៃអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិកបង្កើតសារធាតុរំលាយអាហារ/សារធាតុកម្រិតមធ្យមច្រើន ដែលអាចជាសារធាតុគីមីសម្រាប់ក្រុមបាក់តេរីមួយ ប៉ុន្តែគួរឱ្យស្អប់ខ្ពើមសម្រាប់ក្រុមបាក់តេរីដទៃទៀត ដែលធ្វើឱ្យដំណើរការកាន់តែស្មុគស្មាញ។ ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណអន្តរកម្មនៃសារធាតុចង (អ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិក) ជាមួយនឹងឧបករណ៍ទទួលគីមី យើងបានបង្កើតប្រូតេអ៊ីនឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកូនកាត់ (PcaY, McfR និង NahY) ដោយការបញ្ចូលគ្នានូវដែនឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងដែនសញ្ញានៃ Pseudomonas putida និង Escherichia coli ដែលកំណត់គោលដៅឧបករណ៍ទទួលសម្រាប់អាស៊ីតអារ៉ូម៉ាទិក អន្តរការី TCA និង naphthalene រៀងៗខ្លួន (Luu et al., 2019)។
ក្រោមឥទ្ធិពលនៃណាហ្វថាលីន និងអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចប៉ូលីស៊ីគ្លីក (PAHs) ផ្សេងទៀត រចនាសម្ព័ន្ធនៃភ្នាសបាក់តេរី និងភាពសុចរិតនៃអតិសុខុមប្រាណឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ណាហ្វថាលីនជ្រៀតជ្រែកជាមួយអន្តរកម្មនៃខ្សែសង្វាក់អាស៊ីលីតាមរយៈអន្តរកម្មអ៊ីដ្រូហ្វូប៊ីក ដោយហេតុនេះបង្កើនការហើម និងភាពរាវនៃភ្នាស (Sikkema et al., 1995)។ ដើម្បីទប់ទល់នឹងឥទ្ធិពលអាក្រក់នេះ បាក់តេរីគ្រប់គ្រងភាពរាវនៃភ្នាសដោយការផ្លាស់ប្តូរសមាមាត្រ និងសមាសធាតុអាស៊ីតខ្លាញ់រវាងអាស៊ីតខ្លាញ់ខ្សែសង្វាក់សាខា iso/anteiso និងអ៊ីសូមេរីសអាស៊ីតខ្លាញ់ cis-unsaturated ទៅជា trans-isomers ដែលត្រូវគ្នា (Heipieper and de Bont, 1994)។ នៅក្នុង Pseudomonas stutzeri ដែលដាំដុះលើការព្យាបាលដោយណាហ្វថាលីន សមាមាត្រអាស៊ីតខ្លាញ់ឆ្អែតទៅនឹងអាស៊ីតខ្លាញ់មិនឆ្អែតបានកើនឡើងពី 1.1 ដល់ 2.1 ចំណែកឯនៅក្នុង Pseudomonas JS150 សមាមាត្រនេះបានកើនឡើងពី 7.5 ដល់ 12.0 (Mrozik et al., 2004)។ នៅពេលដាំដុះលើ naphthalene កោសិកា Achromobacter KAs 3–5 បានបង្ហាញការប្រមូលផ្តុំកោសិកាជុំវិញគ្រីស្តាល់ naphthalene និងការថយចុះនៃបន្ទុកផ្ទៃកោសិកា (ពី -22.5 ដល់ -2.5 mV) អមដោយការរួមតូចនៃស៊ីតូប្លាស្មិក និង vacuolization ដែលបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធកោសិកា និងលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃកោសិកា (Mohapatra et al., 2019)។ ទោះបីជាការផ្លាស់ប្តូរកោសិកា/ផ្ទៃត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ជាមួយនឹងការស្រូបយកសារធាតុបំពុលអារ៉ូម៉ាទិចបានកាន់តែប្រសើរឡើងក៏ដោយ យុទ្ធសាស្ត្រជីវវិស្វកម្មពាក់ព័ន្ធមិនត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរទាំងស្រុងនោះទេ។ ការរៀបចំរូបរាងកោសិកាកម្រត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការជីវសាស្រ្ត (Volke and Nikel, 2018)។ ការលុបហ្សែនដែលប៉ះពាល់ដល់ការបែងចែកកោសិកាបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូររូបរាងកោសិកា។ ការលុបហ្សែនដែលប៉ះពាល់ដល់ការបែងចែកកោសិកាបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូររូបរាងកោសិកា។ នៅក្នុង Bacillus subtilis ប្រូតេអ៊ីន septum កោសិកា SepF ត្រូវបានបង្ហាញថាពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កើត septum ហើយត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ជំហានជាបន្តបន្ទាប់នៃការបែងចែកកោសិកា ប៉ុន្តែវាមិនមែនជាហ្សែនសំខាន់នោះទេ។ ការលុបហ្សែនដែលអ៊ិនកូដ peptide glycan hydrolases នៅក្នុង Bacillus subtilis បណ្តាលឱ្យមានការពន្លូតកោសិកា បង្កើនអត្រាកំណើនជាក់លាក់ និងបង្កើនសមត្ថភាពផលិតអង់ស៊ីម (Cui et al., 2018)។
ការបំបែកផ្លូវរិចរិលនៃសារធាតុ Carbaryl ត្រូវបានស្នើឡើងដើម្បីសម្រេចបាននូវការរិចរិលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃពពួកបាក់តេរី Pseudomonas C5pp និង C7 (Kamini et al., 2018)។ វាត្រូវបានស្នើឡើងថា Carbaryl ត្រូវបានដឹកជញ្ជូនចូលទៅក្នុងលំហ Periplasmic តាមរយៈ Septum ភ្នាសខាងក្រៅ និង/ឬតាមរយៈ Porins ដែលអាចសាយភាយបាន។ CH គឺជាអង់ស៊ីម Periplasmic ដែលជំរុញការ hydrolysis នៃ Carbaryl ទៅជា 1-naphthol ដែលមានស្ថេរភាពជាង ងាយជ្រាបទឹកជាង និងមានជាតិពុលជាង។ CH មានទីតាំងនៅ Periplasm ហើយមានទំនាក់ទំនងទាបចំពោះ Carbaryl ដោយហេតុនេះគ្រប់គ្រងការបង្កើត 1-naphthol ដោយហេតុនេះការពារការប្រមូលផ្តុំរបស់វានៅក្នុងកោសិកា និងកាត់បន្ថយជាតិពុលរបស់វាចំពោះកោសិកា (Kamini et al., 2018)។ 1-naphthol លទ្ធផលត្រូវបានដឹកជញ្ជូនចូលទៅក្នុង cytoplasm ឆ្លងកាត់ភ្នាសខាងក្នុងដោយការបែងចែក និង/ឬការសាយភាយ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបាន hydroxylated ទៅជា 1,2-dihydroxynaphthalene ដោយអង់ស៊ីមទំនាក់ទំនងខ្ពស់ 1NH សម្រាប់ការរំលាយអាហារបន្ថែមទៀតនៅក្នុងផ្លូវកាបូនកណ្តាល។
ទោះបីជាអតិសុខុមប្រាណមានសមត្ថភាពហ្សែន និងមេតាបូលីសក្នុងការបំបែកប្រភពកាបូនដែលមិនមែនជាជីវសាស្រ្តក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធឋានានុក្រមនៃការប្រើប្រាស់របស់វា (ឧ. ការប្រើប្រាស់អនុគ្រោះនៃប្រភពកាបូនសាមញ្ញជាងប្រភពកាបូនស្មុគស្មាញ) គឺជាឧបសគ្គចម្បងមួយចំពោះការបំបែកជីវសាស្រ្ត។ វត្តមាន និងការប្រើប្រាស់ប្រភពកាបូនសាមញ្ញធ្វើឱ្យហ្សែនចុះខ្សោយដែលអ៊ិនកូដអង់ស៊ីមដែលបំបែកប្រភពកាបូនស្មុគស្មាញ/មិនពេញចិត្តដូចជា PAHs។ ឧទាហរណ៍ដែលបានសិក្សាយ៉ាងល្អគឺថា នៅពេលដែលគ្លុយកូស និងឡាក់តូសត្រូវបានផ្តល់ចំណីរួមគ្នាទៅ Escherichia coli គ្លុយកូសត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពជាងឡាក់តូស (Jacob និង Monod, 1965)។ Pseudomonas ត្រូវបានគេរាយការណ៍ថាបំបែក PAHs និងសមាសធាតុដែលមិនមែនជាជីវសាស្រ្តជាច្រើនប្រភេទជាប្រភពកាបូន។ ឋានានុក្រមនៃការប្រើប្រាស់ប្រភពកាបូននៅក្នុង Pseudomonas គឺអាស៊ីតសរីរាង្គ > គ្លុយកូស > សមាសធាតុអារ៉ូម៉ាទិច (Hylemon និង Phibbs, 1972; Collier et al., 1996)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មានករណីលើកលែងមួយ។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ Pseudomonas sp. CSV86 បង្ហាញរចនាសម្ព័ន្ធឋានានុក្រមពិសេសមួយដែលប្រើប្រាស់អ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិច (អាស៊ីតបេនហ្សូអ៊ីក ណាហ្វថាលីន។ល។) ជាជាងគ្លុយកូស ហើយសហរំលាយអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចជាមួយអាស៊ីតសរីរាង្គ (Basu et al., 2006)។ នៅក្នុងបាក់តេរីនេះ ហ្សែនសម្រាប់ការរិចរិល និងការដឹកជញ្ជូនអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចមិនត្រូវបានធ្វើឱ្យថយចុះទេ សូម្បីតែនៅក្នុងវត្តមាននៃប្រភពកាបូនទីពីរដូចជាគ្លុយកូស ឬអាស៊ីតសរីរាង្គក៏ដោយ។ នៅពេលដែលដាំដុះនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកគ្លុយកូស និងអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិច វាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញថា ហ្សែនសម្រាប់ការដឹកជញ្ជូន និងការរំលាយអាហារគ្លុយកូសត្រូវបានធ្វើឱ្យថយចុះ អ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងដំណាក់កាលឡូហ្គេតទីមួយ ហើយគ្លុយកូសត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងដំណាក់កាលឡូហ្គេតទីពីរ (Basu et al., 2006; Choudhary et al., 2017)។ ម្យ៉ាងវិញទៀត វត្តមាននៃអាស៊ីតសរីរាង្គមិនបានប៉ះពាល់ដល់ការបញ្ចេញមតិនៃការរំលាយអាហារអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិចទេ ដូច្នេះបាក់តេរីនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងជាពូជបេក្ខជនសម្រាប់ការសិក្សាអំពីការរិចរិលជីវសាស្រ្ត (Phale et al., 2020)។
វាត្រូវបានគេដឹងយ៉ាងច្បាស់ថា ការបំប្លែងជីវសាស្រ្តនៃអ៊ីដ្រូកាបូនអាចបណ្តាលឱ្យមានភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម និងការកើនឡើងនៃអង់ស៊ីមប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មនៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណ។ ការរលួយជីវសាស្រ្តនៃណាហ្វថាលីនដែលគ្មានប្រសិទ្ធភាពទាំងនៅក្នុងកោសិកាដំណាក់កាលឋិតិវន្ត និងនៅក្នុងវត្តមាននៃសមាសធាតុពុលនាំឱ្យមានការបង្កើតប្រភេទអុកស៊ីសែនដែលមានប្រតិកម្ម (ROS) (Kang et al. 2006)។ ដោយសារអង់ស៊ីមបំបែកណាហ្វថាលីនមានចង្កោមជាតិដែក-ស្ពាន់ធ័រ ក្រោមភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម ជាតិដែកនៅក្នុងប្រូតេអ៊ីនហេម និងជាតិដែក-ស្ពាន់ធ័រនឹងត្រូវបានអុកស៊ីតកម្ម ដែលនាំឱ្យប្រូតេអ៊ីនអសកម្ម។ Ferredoxin-NADP+ reductase (Fpr) រួមជាមួយ superoxide dismutase (SOD) សម្របសម្រួលប្រតិកម្មរីដុកដែលអាចបញ្ច្រាស់បានរវាង NADP+/NADPH និងម៉ូលេគុលពីរនៃ ferredoxin ឬ flavodoxin ដោយហេតុនេះរើសយក ROS និងស្តារមជ្ឈមណ្ឌលជាតិដែក-ស្ពាន់ធ័រឡើងវិញក្រោមភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម (Li et al. 2006)។ មានការរាយការណ៍ថា ទាំង Fpr និង SodA (SOD) នៅក្នុងបាក់តេរី Pseudomonas អាចបណ្តាលមកពីភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម ហើយសកម្មភាព SOD និង catalase កើនឡើងត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងបាក់តេរី Pseudomonas ចំនួនបួនប្រភេទ (O1, W1, As1, និង G1) អំឡុងពេលលូតលាស់ក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលបន្ថែម naphthalene (Kang et al., 2006)។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ការបន្ថែមសារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មដូចជាអាស៊ីត ascorbic ឬជាតិដែក ferrous (Fe2+) អាចបង្កើនអត្រាលូតលាស់របស់ naphthalene។ នៅពេលដែល Rhodococcus erythropolis លូតលាស់នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុក naphthalene ការចម្លងហ្សែន cytochrome P450 ដែលទាក់ទងនឹងភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម រួមទាំង sodA (Fe/Mn superoxide dismutase), sodC (Cu/Zn superoxide dismutase) និង recA ត្រូវបានកើនឡើង (Sazykin et al., 2019)។ ការវិភាគប្រូតេអូមិកបរិមាណប្រៀបធៀបនៃកោសិកា Pseudomonas ដែលដាំដុះក្នុង naphthalene បានបង្ហាញថាការកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីនផ្សេងៗដែលទាក់ទងនឹងការឆ្លើយតបស្ត្រេសអុកស៊ីតកម្មគឺជាយុទ្ធសាស្ត្រទប់ទល់ស្ត្រេស (Herbst et al., 2013)។
អតិសុខុមប្រាណត្រូវបានគេរាយការណ៍ថាផលិតសារធាតុជីវសាប៊ូក្រោមសកម្មភាពនៃប្រភពកាបូនដែលមិនជ្រាបទឹក។ សារធាតុសាប៊ូទាំងនេះគឺជាសមាសធាតុសកម្មលើផ្ទៃ amphiphilic ដែលអាចបង្កើតជាសារធាតុប្រមូលផ្តុំនៅចំណុចប្រសព្វប្រេង-ទឹក ឬខ្យល់-ទឹក។ នេះជំរុញការរំលាយក្លែងក្លាយ និងសម្រួលដល់ការស្រូបយកអ៊ីដ្រូកាបូនអារ៉ូម៉ាទិច ដែលបណ្តាលឱ្យមានការរលួយជីវសាស្រ្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព (Rahman et al., 2002)។ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនេះ សារធាតុជីវសាប៊ូត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ។ ការបន្ថែមសារធាតុគីមី ឬសារធាតុជីវសាប៊ូទៅក្នុងវប្បធម៌បាក់តេរីអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងអត្រានៃការរលួយអ៊ីដ្រូកាបូន។ ក្នុងចំណោមសារធាតុជីវសាប៊ូ rhamnolipids ដែលផលិតដោយ Pseudomonas aeruginosa ត្រូវបានសិក្សា និងកំណត់លក្ខណៈយ៉ាងទូលំទូលាយ (Hisatsuka et al., 1971; Rahman et al., 2002)។ លើសពីនេះ សារធាតុជីវសាប៊ូប្រភេទផ្សេងទៀតរួមមាន lipopeptides (សារធាតុ mucins ពី Pseudomonas fluorescens) សារធាតុ emulsifier 378 (ពី Pseudomonas fluorescens) (Rosenberg និង Ron, 1999) សារធាតុ trehalose disaccharide lipids ពី Rhodococcus (Ramdahl, 1985) សារធាតុ lichenin ពី Bacillus (Saraswathy និង Hallberg, 2002) និងសារធាតុ surfactant ពី Bacillus subtilis (Siegmund និង Wagner, 1991) និង Bacillus amyloliquefaciens (Zhi et al., 2017)។ សារធាតុ surfactants ដ៏មានឥទ្ធិពលទាំងនេះត្រូវបានបង្ហាញថាកាត់បន្ថយភាពតានតឹងលើផ្ទៃពី 72 dynes/cm2 មកតិចជាង 30 dynes/cm2 ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការស្រូបយកអ៊ីដ្រូកាបូនបានកាន់តែប្រសើរ។ មានការរាយការណ៍ថា Pseudomonas, Bacillus, Rhodococcus, Burkholderia និងប្រភេទបាក់តេរីដទៃទៀតអាចផលិតសារធាតុជីវសាប៊ូដែលមានមូលដ្ឋានលើ rhamnolipid និង glycolipid ជាច្រើនប្រភេទ នៅពេលដាំដុះក្នុងមេឌៀ naphthalene និង methylnaphthalene (Kanga et al., 1997; Puntus et al., 2005)។ Pseudomonas maltophilia CSV89 អាចផលិតសារធាតុជីវសាប៊ូក្រៅកោសិកា Biosur-Pm នៅពេលដាំដុះលើសមាសធាតុអារ៉ូម៉ាទិចដូចជាអាស៊ីត naphthoic (Phale et al., 1995)។ ចលនវិទ្យានៃការបង្កើត Biosur-Pm បានបង្ហាញថា ការសំយោគរបស់វាគឺជាដំណើរការដែលពឹងផ្អែកលើការលូតលាស់ និង pH។ វាត្រូវបានគេរកឃើញថា បរិមាណ Biosur-Pm ដែលផលិតដោយកោសិកានៅ pH អព្យាក្រឹតគឺខ្ពស់ជាងនៅ pH 8.5។ កោសិកាដែលដាំដុះនៅ pH 8.5 មានលក្ខណៈ hydrophobic ច្រើនជាង និងមានទំនាក់ទំនងខ្ពស់ជាងចំពោះសមាសធាតុអារ៉ូម៉ាទិច និង aliphatic ជាងកោសិកាដែលដាំដុះនៅ pH 7.0។ នៅក្នុង Rhodococcus spp. N6 សមាមាត្រកាបូនទៅនឹងអាសូត (C:N) ខ្ពស់ និងការកំណត់ជាតិដែក គឺជាលក្ខខណ្ឌល្អបំផុតសម្រាប់ការផលិតសារធាតុជីវសំយោគក្រៅកោសិកា (Mutalik et al., 2008)។ ការប៉ុនប៉ងត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីកែលម្អជីវសំយោគនៃសារធាតុជីវសំយោគ (surfactins) ដោយការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវពូជ និងដំណើរការ fermentation។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កម្រិតនៃសារធាតុ surfactant នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌គឺទាប (1.0 ក្រាម/លីត្រ) ដែលបង្កបញ្ហាប្រឈមសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019)។ ដូច្នេះ វិធីសាស្ត្រវិស្វកម្មហ្សែនត្រូវបានប្រើដើម្បីកែលម្អជីវសំយោគរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការកែប្រែវិស្វកម្មរបស់វាគឺពិបាកដោយសារតែទំហំធំនៃអូប៉េរ៉ុង (~25 kb) និងបទប្បញ្ញត្តិជីវសំយោគស្មុគស្មាញនៃប្រព័ន្ធចាប់សញ្ញា quorum (Jiao et al., 2017; Wu et al., 2019)។ ការកែប្រែវិស្វកម្មហ្សែនមួយចំនួនត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបាក់តេរី Bacillus ដែលភាគច្រើនមានគោលបំណងបង្កើនការផលិត surfactin ដោយជំនួស promoter (srfA operon) ដោយបញ្ចេញប្រូតេអ៊ីននាំចេញ surfactin លើសកម្រិត YerP និងកត្តានិយតកម្ម ComX និង PhrC (Jiao et al., 2017)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រវិស្វកម្មហ្សែនទាំងនេះសម្រេចបានតែការកែប្រែហ្សែនមួយ ឬពីរប៉ុណ្ណោះ ហើយមិនទាន់ឈានដល់ការផលិតពាណិជ្ជកម្មនៅឡើយទេ។ ដូច្នេះ ការសិក្សាបន្ថែមអំពីវិធីសាស្ត្របង្កើនប្រសិទ្ធភាពផ្អែកលើចំណេះដឹងគឺចាំបាច់។
ការសិក្សាអំពីការរលួយជីវសាស្រ្តរបស់ PAH ភាគច្រើនត្រូវបានធ្វើឡើងក្រោមលក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍ស្តង់ដារ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅកន្លែងដែលមានការបំពុល ឬក្នុងបរិស្ថានដែលមានការបំពុល កត្តាអសរីរាង្គ និងជីវសាស្រ្តជាច្រើន (សីតុណ្ហភាព pH អុកស៊ីសែន ភាពអាចរកបាននៃសារធាតុចិញ្ចឹម ជីវៈភាពនៃស្រទាប់ខាងក្រោម សារធាតុជីវសាស្រ្តបរទេសផ្សេងទៀត ការរារាំងផលិតផលចុងក្រោយ។ល។) ត្រូវបានបង្ហាញថាផ្លាស់ប្តូរ និងមានឥទ្ធិពលលើសមត្ថភាពរលួយរបស់អតិសុខុមប្រាណ។
សីតុណ្ហភាពមានឥទ្ធិពលគួរឱ្យកត់សម្គាល់លើការរលួយជីវសាស្រ្តរបស់ PAH។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង កំហាប់អុកស៊ីសែនរលាយថយចុះ ដែលប៉ះពាល់ដល់ការរំលាយអាហាររបស់អតិសុខុមប្រាណអេរ៉ូប៊ីក ព្រោះវាត្រូវការអុកស៊ីសែនម៉ូលេគុលជាស្រទាប់ខាងក្រោមមួយសម្រាប់អុកស៊ីហ្សែនដែលអនុវត្តប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូស៊ីឡាស្យុង ឬប្រតិកម្មបំបែករង្វង់។ វាត្រូវបានគេកត់សម្គាល់ជាញឹកញាប់ថា សីតុណ្ហភាពខ្ពស់បំប្លែង PAH មេទៅជាសមាសធាតុពុលកាន់តែច្រើន ដោយហេតុនេះរារាំងការរលួយជីវសាស្រ្ត (Muller et al., 1998)។
មានការកត់សម្គាល់ឃើញថា កន្លែងដែលមានមេរោគ PAH ជាច្រើនមានតម្លៃ pH ខ្លាំង ដូចជាកន្លែងដែលមានមេរោគបង្ហូរទឹកអាស៊ីតពីអណ្តូងរ៉ែ (pH 1–4) និងកន្លែងបំលែងឧស្ម័នធម្មជាតិ/ធ្យូងថ្មដែលមានមេរោគជាមួយទឹកហូរអាល់កាឡាំង (pH 8–12)។ លក្ខខណ្ឌទាំងនេះអាចប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ដំណើរការរលួយជីវសាស្រ្ត។ ដូច្នេះ មុនពេលប្រើអតិសុខុមប្រាណសម្រាប់ការបន្សាបជីវសាស្រ្ត វាត្រូវបានណែនាំឱ្យកែតម្រូវ pH ដោយបន្ថែមសារធាតុគីមីសមស្រប (ដែលមានសក្តានុពលកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្មកម្រិតមធ្យមទៅទាបបំផុត) ដូចជាអាម៉ូញ៉ូមស៊ុលហ្វាត ឬអាម៉ូញ៉ូមនីត្រាតសម្រាប់ដីអាល់កាឡាំង ឬការលាបកំបោរជាមួយកាល់ស្យូមកាបូណាត ឬម៉ាញ៉េស្យូមកាបូណាតសម្រាប់កន្លែងដែលមានជាតិអាស៊ីត (Bowlen et al. 1995; Gupta and Sar 2020)។
ការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែនទៅកាន់តំបន់ដែលរងផលប៉ះពាល់គឺជាកត្តាកំណត់អត្រាសម្រាប់ការរលួយជីវសាស្រ្តរបស់ PAH។ ដោយសារតែលក្ខខណ្ឌរីដុកនៃបរិស្ថាន ដំណើរការជីវសាស្ត្រនៅនឹងកន្លែងជាធម្មតាតម្រូវឱ្យមានការណែនាំអុកស៊ីសែនពីប្រភពខាងក្រៅ (ការភ្ជួររាស់ ការបាញ់ខ្យល់ និងការបន្ថែមសារធាតុគីមី) (Pardieck et al., 1992)។ Odenkranz et al. (1996) បានបង្ហាញថា ការបន្ថែមម៉ាញ៉េស្យូមប៉េរ៉ុកស៊ីត (សមាសធាតុបញ្ចេញអុកស៊ីសែន) ទៅក្នុងទឹកក្រោមដីដែលមានមេរោគអាចបន្សាបសមាសធាតុ BTEX ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ការសិក្សាមួយផ្សេងទៀតបានស៊ើបអង្កេតការរលួយនៅនឹងកន្លែងនៃហ្វេណុល និង BTEX នៅក្នុងទឹកក្រោមដីដែលមានមេរោគដោយការចាក់សូដ្យូមនីត្រាត និងការសាងសង់អណ្តូងស្រង់ចេញដើម្បីសម្រេចបាននូវជីវសាស្ត្រដែលមានប្រសិទ្ធភាព (Bewley and Webb, 2001)។