Divergent dual C-H isotopic fractionation pattern during anaerobic biodegradation of toluene within Aromatoleum species under nitrate-reducing conditions
Pinel Cabello, Maria (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Wasmund, Kenneth (University of Portsmouth. School of Biological Sciences)
Soder-Walz, Jesica M. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Vega Paredes, Maria (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Rosell, Mònica (Universitat de Barcelona. Departament de Mineralogia, Petrologia i Geologia Aplicada)
Marco Urrea, Ernest (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)

Data:	2024
Resum:	Toluene is a pollutant frequently detected in contaminated groundwater, mostly due to leakage from underground gasoline storage tanks and pipeline ruptures. Multi-element compound-specific isotope analysis provides a framework to understand transformation processes and design efficient remediation strategies. In this study, we enriched an anaerobic bacterial culture derived from a BTEX-contaminated aquifer that couples toluene and phenol oxidation with nitrate reduction and the concomitant production of carbon dioxide and biomass. The 16S rRNA gene amplicon data indicated that the toluene-degrading consortium was dominated by an Aromatoleum population (87 ± 2 % relative abundance), and metagenome sequencing confirmed that the genome of this Aromatoleum sp. encoded glycyl-radical enzyme benzylsuccinate synthase (BssABC) and phenylphospate synthase (PpsA1BC) homologous genes involved in the first step of toluene and phenol transformation, respectively. Carbon and hydrogen isotopic fractionation were εbulk, C = - 3. 5 ± 0. 6 ‰ and εrp, H = - 85 ± 11 ‰, respectively, leading to a dual C-H isotope slope of ΛH/C = 26 ± 2. This value fits with a previously reported value for a consortium dominated by an Azoarcus species (ΛH/C = 19 ± 5) but differs from that reported for Aromatoleum aromaticum (ΛH/C = 14 ± 1), both of which grow with toluene under nitrate-reducing conditions. Overall, this suggests the existence of different BssABC enzymes with different mechanistic motifs even within the same Aromatoleum genus.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación PID2022-138929OB-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2019-103989RB-100 Agencia Estatal de Investigación CTM2016-75587-C2-1-R Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-01008 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00308
Nota:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Aromatoleum ; Toluene ; Benzylsuccinate synthase ; Isotope fractionation ; Denitrifying bacteria
Publicat a:	Environmental pollution, Vol. 361 (November 2024) , art. 124823, ISSN 1873-6424

DOI: 10.1016/j.envpol.2024.124823

9 p, 2.4 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats