BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

PHÙNG KHẮC HUY CHÚ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG LOẠI MÀU THUỐC NHUỘM
HOẠT TÍNH VÀ PHÂN HỦY CHẤT DIỆT CỎ/DIOXIN
CỦA VI SINH VẬT SINH ENZYME LACCASE

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Hà Nội, 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

PHÙNG KHẮC HUY CHÚ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG LOẠI MÀU THUỐC NHUỘM
HOẠT TÍNH VÀ PHÂN HỦY CHẤT DIỆT CỎ/DIOXIN



Lời cảm ơn
Để hoàn thành được luận án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành
nhất đến PGS.TS Đặng Thị Cẩm Hà, Phòng Công nghệ sinh học tái tạo môi trường,
Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, là
người thầy đã tận tâm, tận tình và nhiệt thành đã hướng dẫn, chỉ bảo, tạo mọi điều
kiện thuận lợi và kịp thời trong những lúc khó khăn, vất vả để giúp tôi thực hiện và
hoàn thành luận án này.
Tôi chân thành cảm ơn các đồng chí lãnh đạo, chỉ huy Binh chủng Hóa học; các
đồng chí lãnh đạo, chỉ huy, các đồng chí, đồng nghiệp công tác tại Phòng Khoa học
quân sự và Viện Hóa học - Môi trường quân sự, Bộ Tư lệnh Hóa học đã hết sức giúp
đỡ, tạo điều kiện thuận lợi và tối đa về mặt tinh thần và một phần vật chất cho tôi khi
tôi tham gia học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án của mình.
Bên cạnh đó, để có thể hoàn thành được luận án này, tôi chân thành cảm ơn
ThS Đào Thị Ngọc Ánh, ThS Lê Việt Hưng, ThS Nguyễn Hải Vân cùng toàn thể các
đồng nghiệp trong phòng Công nghệ sinh học tái tạo môi trường,Viện Công nghệ sinh
học đã giúp đỡ, làm việc nhóm một cách có hiệu quả để thực hiện một số nội dung liên
quan đến luận án.
Để hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh đến được đích cuối cùng, tôi
chân thành cảm ơn lãnh đạo, các thầy, các cô và các anh chị phụ trách đào tạo của
Học viện Khoa học và Công nghệ, đặc biệt là lãnh đạo, các thầy, cô của Viện Công
nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình
truyền đạt, chỉ dạy những kiến thức, kinh nghiệm và chia sẽ những khó khăn của
bản thân tôi trong những năm tháng đã qua.
Hoàn thành được luận án nghiên cứu này, tôi đã liên tục nhận được sự động
viên to lớn của gia đình, dòng họ và đặc biệt là của “đồng chí vợ” đã luôn ở bên,
chủ động khắc phục mọi khó khăn của gia đình nhỏ bé của tôi để động viên và tạo
điểu kiện thuận lợi nhất để tôi y Chakrabarty P.R.,
Degradation of the chlorinated phenoxyacetate herbicides 2,4dichlorophenoxyacetic acid and 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid by pure


69.

70.

71.
72.

73.

74.

Hu M.R., Chao Y.P., Zhang G.Q., Xue Z.Q., Qian S., Laccase-mediator
system in the decolorization of different types of recalcitrant dyes. J Ind
Microbiol Biotechnol, (2008), DOI 10.1007/s10295-008-0471-1.
Ishii K., Furuichi T., Koike K., Kuboshima M., Purification of highly
chlorinated dioxins degrading enzyme, Organohal Compo, (2004), 66, p.
1262-1266.
Itoh
K., Kinoshita
M., Morishita
S., Chida
M., Suyama
K., Characterization of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and 2,4,5trichlorophenoxyacetic acid-degrading fungi in Vietnamese soils. FEMS
Microbiol Ecol, (2013), 84, p.124-132.
Janusz G., Barwi´nska M., and Szczodrak J., Effects of culture conditions
on production of extracellular laccase by Rhizoctonia praticola, Polish
Journal ofMicrobiology, (2006), 55(4). p.309-319.
Jonstrup M., Kumar R., Naresh G,. Benoit M., Marika M., Decolorization
of textile dyes by Bjerkandera sp. BOL 13 using waste biomass as carbon

with manganese peroxidase secreted from Phanerochaete sordida YK-624.


129
75.

76.

77.
78.

79.
80.

81.

82.

83.
84.

85.

86.

87.

88.

89.

Lyons J. I, Buchan A, Moran M. A, Diversity of ascomycete laccase gene
sequences in a southeastern US salt marsh. Microbial Ecology, (2003),
45(3), p.270-281.
Magdalena J., Monika O.J., Grzegorz J., Anna M., Dawid S., Justyna S., Jolanta
P., Marta R., Krzysztof G., and Anna J.W., New Bioactive Fungal Molecules
with High Antioxidant and Antimicrobial Capacity Isolated fromCerrena
unicolor Idiophasic Cultures, BioMed Research Internationa, (2013), 13.
Martínez S.M.S., Gutiérrez S.G., Garza C.F.R., Galván T.J.V., Cordero
J.F.C., Luna C.E.H, Purification and partial characterization of a
thermostable laccase from Pycnoporus sanguineus CS-2 with ability to
oxidize high redox potential substrates and recalcitrant dyes. Agricultural
and Biological Sciences, (2013).
Martins L.O, C.M.S., Pereira M.M., Molecular and biochemical
characterization of a highly stable bacterial laccase that occurs as a
structural component of the Bacillus subtilis endospore coat. Journal of
Biological Chemistry, (2002), 277(21), p.18849-18859.
Mate D. M., and Alcalde M, Laccase: a multi-purpose biocatalyst at the
forefront of biotechnology. Microb. Biotechnol, (2016).


130
90.

91.
92.

93.

94.


laccase from Trametes versicolor for colour and phenolic removal of olive
mill wastewater in the presence of 1-hydroxybenzotriazole. African Journal
of Biotechnology Advances, (2007), 6(10). p.1248-1254.
Mohanadoss P., Pachamuthu J., Zambare V., Isolation and Optimization of
Culture Conditions For Decolorization of True Blue Using Dye
Decolorizing Fungi, Asain Journal of Experimental Biological Sciences,
(2011), 2. p.270-277.
Moreira S., Milagres A.M.F., Mussatto S. I, Reactive dyes and textile
effluent decolorization by a mediator system of salt-tolerant laccase from
Peniophora cinerea. Separation and Purification Technology, (2014), 135,
pp.183-189.
Mounguengui S., Atteke C., Saha T.J.B., Ndikontar M.K., Dumarçay S.
and Gerardin P., Discoloration and biodegradation of two dyes by white-rot
fungi Perreniporia tephropora MUCL 47500 isolated in Gabon,
Int.J.Curr.Microbiol.App.Sci, (2014), 3(6), p.731-741.
Murty S.D., Soni R., and Bhatt N., Biodegradation study on Reactive Blue
222 by Bacterial Consortium." Chem Environl, (2012), 2(4), p.69-79.
Myers J.M.B., Detoxification of aquatic and terrestrial sites through
binding of pollutants to humic substances. Science of the Total
Environment, (1992), 117-118, p.357-366.
Nakamiya K., Furuichi T., Ishii K., Isolation of a fugus from denitrifying
activated sludge that degrades highly chlorinated dioxins, J Master Cycles
Waste Manag, (2002), 4, pp.127-134.
Namdhari B.S., Rohilla S.K., Salar R.K, Gahlawat S.K, Bansal P and Saran
A.K, Decolorization of Reactive Blue MR, using Aspergillus species Isolated
from Textile Waste Water, ISCA J. Biological Sci, (2012), 1(1), p.24-29.
Nghi D. H, B.B., H. Kellner et al, The Wood Rot Ascomycete Xylaria
polymorpha produces a novel GH78 glycoside hydrolase that exhibits LRhamnosidase and feruloyl esterase activities and releases
hydroxycinnamic acids from lignocelluloses. Applied Environmental
Microbiology, (2012), 78(14).

thảo “Chia sẻ kinh nghiệm đánh giá ô nhiễm dioxin/POPs và các công
nghệ xử lý tại Việt Nam. Dự án “Xử lý dioxin tại các vùng ô nhiễm nặng ở
Việt Nam”), Văn phòng Ban chỉ đạo 33, (2013).
111. Nishida T,. Mimura A., and Takahara Y., Lignin biodegradation by woodrotting fungi I. Screening of lignindegrading fungi. Mokuzai Gakkaishi,
(1988), 34, p.530-536.
112. Olajuyigbe F., and Fatokun C.O., Biochemical characterization of an
extremely stable pH-versatile laccase from Sporothrix carnis CPF-05. Int.
J. Biol. Macromol, (2017), 94, p.535-543.
113. Omar S.F.M., Laccase enzymes: purification, structure to catalysis and
tailoring. Protein Peptide Letters, (2013), 20(12).
114. Palonen H.M.S., L. Viikari, and K. Kruus, Purification, characterization
and sequence analysis of a laccase from the ascomycete Mauginiella sp.
Enzyme and Microbial Technology, (2003), 33(6), p.854-862.
115. Papinutti V.L., and Forchiassin F., Production of laccase and manganese
peroxidase by Fomes sclerodermeus grown on wheat bran. Journal of Industrial
Microbiology & Biotechnology Advances, (2003), 30(3), p.157-160.
116. Parmar P.R., Decolorization of acridine red dye by the fungi Aspergillus
species, Journal of Scientific and Innovative Research, (2014), 3(4), p.454-459
117. Parshetti G.K., Kalme S.D., Gomare S.S., Govindwar S.P., Biodegradation
of Reactive blue - 25 by Aspergillus ochraceus NCIM–1146, Bioresource
technology, (2007), (98), p.3638-3642.
118. Paszko T., Muszyński P., Materska M., Bojanowska M., Kostecka M., and


132

119.

120.
121.

microporus laccase, (2010), US 20100184186 A1.
Praveen K., Usha K. Y., Lignolytic enzymes of a mushroom Stereum ostrea
isolated from wood logs, Enzyme Research, (2011), p. 6 pages.
Raghukumar C., Fungi from marine habitats: an application in
bioremediation, Mycological Research, (2000), 104(10), p.1222-1226.
Rampal D.S., Laccase productionby some Phlebia species. Journal of
BasicMicrobiology, (2002), 42, p.295-301.
Rao M. A., Scelza R., Acevedo F., Diez M.C., and Gianfreda L., Enzymes as
useful tools for environmental purposes, Chemosphere, (2014), 107, 145-162.
Ratanapongleka K., Phetsom J., Decolorization of synthetic dyes by crude
laccase from Lentinus polychrous Lev, International Journal of Chemical
Engineering and Applications, (2014), 5(1), pp.26-30.
Reddy C.A., The potential for white-rot fungi in the treatment of pollutants.
Curr. Opin. Biotechnol, (1995), 6, p.320-328.
Reiss R., Ihssen J., Richter M., Eichhorn E., Schilling B., Laccase versus
Laccase-Like Multi-Copper Oxidase: A Comparative Study of
SimilarEnzymes with Diverse Substrate Spectra, (2013), PLoS ONE 8(6).
Rodriguez C.S., and G´ubitz G. M., Influence of redox mediators and metal
ions on synthetic acid dye decolourization by crude laccase from Trametes
hirsuta. Chemosphere, (2005), 58(4), p.417-422.
Rohilla SK., Salar RK., Kumar B., Evaluation of different Aspergillus
species for degradation of a reactive dye Orange M2R, Annals of
Biological Research, (2012), 3 (9), p.4491-4496.
Ron M.D., Carol B., Bruce G., Review of emerging, innovative
technologies for the destruction and decontamination of POPs and the
identification of promising technologies for use in developing countries,
International Centre for Sustainability Engineering and Science Faculty of
Engineering The University of Auckland Auckland New Zealand, (2004).
Rosli., Development of biological treatment system for reduction of COD
from textile wastewater, Master Dessertation, University Technology

142. Singh G, A.B., Kaur P., Capalash N., and Sharma P., Laccase from
prokaryotes: a newsource for an old enzyme, Reviews in Environmental
Science and Biotechnology, (2011), 10(4). p.309-326.
143. Singh H., Mycoremediation-Fungal Bioremediation, Wiley Interscience,
(2006), Hoboken.
144. Soares G.M., De Amorim M.T., Costa-Ferreira M, Use of laccase together
with redox mediators to decolourize Remazol Brilliant Blue R, J.
Biotechnol, (2001), 89. pp.123-129.
145. Song Z., Zhou J., Wang J., Yan B., Du C., Decolorization of azo dyes by
Rhodobacter sphaeroides, Biotechnol. Lett, (2003), 25. p.1815-1818.
146. Sridhar S., Chinnathambi V., Arumugam P., Suresh P.K, In silico and in
vitro physicochemical screening of Rigidoporus sp. crude laccase-assisted
decolorization of synthetic dyes approaches for a cost-effective enzymebased remediation methodology, Appl Biochem Biotechnol, (2013),
169(3). p.911-922.
147. Staples A.M.M.a.R.C., Laccase:new functions for an old enzyme,
Phytochemistry, (2002), 60(6), p.551-565.
148. Susana C., María J.M., Ángel T.M., Lignin-Derived Compounds as
Efficient Laccase Mdiators for Decolorization of Different Types of
Recalcitrant Dyes, Appl Environ Microbiol, (2005), 71(4). p.1775-1784.
149. Takada S., Nakamura M., Matsuda T., Kondo R. and Sakai K, Degradation
of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans by
the white rot fungus Phanerochaete sordida YK-624, Appl. Environ.
Microbiol, (1996), 62. p.4323-4328.
150. Thurston F.C., The structure and function of fungal laccases,
Microbiology, (1994), 140(1). p.19-26.
151. Torres E., and Le Borgne S., Potential use of oxidative enzymes for the
detoxification of organic pollutants, Applied Catalysis B, (2003), 46(1), p.1-15.


134

M. I., Optimization of laccase production by Botryosphaeria sp. in the
presence of veratryl alcohol by the response-surface method, Process
Biochemistry, (2000), 35(10). p.1131-1138.
163. Verma A.K., Bhunia P., Dash R.R., Decolorization and COD reduction
efficiency of magnesium over iron based salt for the treatment of
textile wastewater containing diazo and anthraquinone dyes, Int. J.
Chemi. Bio. Eng., (2012), (6). pp.116-123.
164. Viikari M.L.N., Enzymatic oxidation of alkenes, Journal of Molecular
Catalysis B, (2000), 10(4). p.435-444.
165. Vijay B., Reddy G., Dinesh K., Joshi and Michael H.G, Degradation of
chlorophenoxyacetic acids by the lignin-degrading fungus Dichornitus
squalens, Micro biology, (1997), 143. p.2353-2360.
166. Vroumsia T,. Steiman R,. Seigle M.F, Benoit G.JL, Fungal bioconversion
of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 2,4-dichlorophenol (2,4DCP), Chemosphere, (2005), 60. p.1471-1480.
167. Wang T.N., Lu L., Li G.F, Li J., Xu T.F., and Zhao M, Decolorization of


135

168.

169.

170.

171.

172.

173.

Yan J., Niu J., Chen D., Chen Y., Irbis C., Screening of Trametes strains
for efficient decolorization of malachite green at high temperatures and
ionic concentrations, Int Biodeterior Biodegrad, (2014), 87. p.109-115.
Yang J., Li W., Ng TB., Deng X., Lin J.Y.X., Laccases:Production,
Expression
Regulation,
and
Applications
in
Pharmaceutical
Biodegradation, Front. Microbiol, (2017), 8. p.832.
Yaver D.S., F.X., Golightly E.J., Purification, characterization, molecular
cloning, and expression of two laccase genes fromthe white rot
basidiomycete Trametes villosa, Applied and Environmental Microbiology,
(1996), 62(3), p.834-841.
Yaver D.S., M.D.C.O., Xu F., Molecular characterization of laccase genes
from the basidiomycete Coprinus cinereus and heterologous expression of
the laccase Lcc1, Applied and Environmental Microbiology, (1999),
65(11), p. 4943-4948.
Yemendzhiev H,Z., Krastanov A., Decolorization of Synthetic Dye
Reactive Blue 4 by Mycelial Culture of White-Rot Fungi Trametes
Versicolor 1, (2014), 23. p.1337-1339.
Zhao D.X., Zhang D., Cui M.Z., Characterisation of a novel white
laccase from the deuteromycete fungus Myrothecium verrucaria NF-05
and its decolourisation of dyes, PLoS One 7, (2012), 38817.
Zhu M., Zhang G. , Meng L., Wang H. , Gao K., T. Ng, Purification
and characterization of a white laccase with pronounced dye
decolorizing ability and HIV-1 reverse transcriptase inhibitory activity
from Lepista nuda, Molecules, (2016), 21, p.1-16.
Zille A., Górnacka B., Rehorek A., Cavaco-Paulo A, Degradation of azo