Limitations in Mtbe Biodegradation

Étapes limitantes dans la biodégradation du MTBE

Abstract
The methyl tert-butyl ether (MTBE) metabolic pathway was partially elucidated in Mycobacterium austroafricanum IFP 2012 by identifying the degradation intermediates. Several enzymatic activities were specifically induced during growth on MTBE. Among those required for the first steps of MTBE degradation to tert-butyl alcohol (TBA), the same monooxygenase was responsible for the oxidation of both MTBE and TBA, with a low affinity for TBA (Km = 1.1mM). An esterase was involved in the hydrolysis of tert-butyl formate (TBF). The slowness of the degradation of MTBE by M. austroafricanum IFP 2012 was the result of complex interactions, especially the negative effect of TBF formed during MTBE oxidation on the MTBE/TBA moonoxygenase and the absence of TBA oxidation in the presence of residual MTBE. Moreover, concerning the downstream steps of MTBE metabolism, Co++ ions were required for the degradation of 2-hydroxyisobutyric acid (HIBA) formed by oxidation of TBA as shown by the low growth yield on HIBA in the absence of cobalt.

Résumé
La voie métabolique de dégradation du méthyl tertio butyl éther ou MTBE chez Mycobacterium austroafricanum IFP 2012 a été partiellement élucidée par identification des intermédiaires de dégradation. Elle nécessite l'induction de différentes activités enzymatiques. Au cours des premières étapes de la dégradation du MTBE en tertio butyl alcool (TBA), une même monooxygénase est responsable de l'oxydation du MTBE et du TBA avec une faible affinité pour le TBA (Km = 1,1 mM) et une estérase est impliquée dans l'hydrolyse du tertio butyl formiate (TBF). La lenteur de la dégradation du MTBE chez M. austroafricanum IFP 2012 semble due à un processus complexe combinant principalement un effet négatif du TBF formé au cours de l'oxydation du MTBE sur la MTBE/TBA monooxygénase et l'absence de la dégradation du TBA par la monooxygénase en présence de MTBE. Dans les étapes ultérieures de la dégradation, un besoin spécifique en cations Co++ intervient au cours de la dégradation de l'acide 2-hydroxyisobutyrique (HIBA), la croissance sur HIBA étant très faible en absence de cette supplémentation.