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Construction of bacterial strains capable of degrading persistent chlorinated organophosphorous compounds with high efficiency

Research Project

Project/Area Number 18K05197
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
Research InstitutionHakodate National College of Technology (2020)
Nagaoka University of Technology (2018-2019)

Principal Investigator

Abe Katsumasa  函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 准教授 (40509551)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords環境浄化 / 有機リン化合物 / 組換え大腸菌 / バイオレメディエーション / 微生物分解 / 遺伝子組換え / 環境汚染物質 / 環境保全 / 生物分解 / 難分解性環境汚染物質 / 加水分解酵素
Outline of Final Research Achievements

The persistent chlorinated organophosphate triester, tris(2-chloroethyl) phosphate (TCEP), has been widely used as a flame retardant and a plasticizer. Recently, toxicity of TCEP has been reported and thus raises concern about its harmful effect on organisms including human. In this study, I constructed a novel recombinant E. coli capable of degrading TCEP. The recombinant E. coli degraded TCEP about eight times faster than the wild-type strain, and was also found to efficiently degrade high concentrations of TCEP.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

難分解性環境汚染物質であるtris(2-chloroethyl) phosphateの微生物分解システムの開発が望まれているが,現在のTCEP分解菌の分解速度は非常に遅い(低濃度でも4日).本研究で構築された高機能TCEP分解菌は上記と同じ低濃度のTCEPであれば8時間程度で,その10倍濃度のTCEPであっても2日以内に分解可能であることを示した.本研究成果はTCEP汚染環境の修復などの環境技術開発,および,難分解性環境汚染物質の微生物分解メカニズムの解明において重要な知見であり,その社会的意義や学術的意義は大きい.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Enzymatic characterization and regulation of gene expression of PhoK alkaline phosphatase in Sphingobium sp. strain TCM1.2020

    • Author(s)
      Takahashi S, Morooka Y, Kumakura T, Abe K, Kera Y.
    • Journal Title

      Appl. Microbiol. Biotechnol.

      Volume: 104 Issue: 3 Pages: 1125-1134

    • DOI

      10.1007/s00253-019-10291-6

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Sphingobium sp. TCM1株の代謝改変によるtris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate の完全無毒化2020

    • Author(s)
      岩見健史、阿部勝正、高橋祥司、解良芳夫
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 組換え大腸菌を用いたリン酸トリス(2-クロロエチル)(TCEP)分解2020

    • Author(s)
      岸真之、篠原輝、阿部勝正、高橋祥司、解良芳夫
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 難分解性含塩素有機リン化合物を分解する新規ホスホトリエステラーゼ2019

    • Author(s)
      阿部勝正、高橋祥司、解良芳夫
    • Organizer
      第12回北陸合同バイオシンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 組換え大腸菌を用いた高効率リン酸トリス(2-クロロエチル)分解2019

    • Author(s)
      阿部勝正, 篠原輝, 高橋祥司, 解良芳夫
    • Organizer
      第71回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 変異型ハロアルキル有機リン酸トリエステル加水分解酵素の大腸菌発現系の構築と諸特性解析2018

    • Author(s)
      阿部 勝正, 田中 成美, 高橋 祥司, 解良 芳夫
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ハロアルキル有機リン酸トリエステル加水分解酵素中のシグナル様ペプチドの機能解析2018

    • Author(s)
      今野 聖矢, 今井 俊宏, 阿部 勝正, 高橋 祥司, 解良 芳夫
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 有機リン加水分解酵素中に見いだされた新奇シグナル様配列の機能解析2018

    • Author(s)
      阿部 勝正, 今野 聖矢, 今井 俊宏, 高橋 祥司, 解良 芳夫
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Sphingobium sp. TCM1株ホスホジエステラーゼの発現と精製2018

    • Author(s)
      川口 誠之, 牧野 剛, 阿部 勝正, 高橋 祥司, 解良 芳夫
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Expression and Purification of Phosphodiesterase from Sphingobium sp. strain TCM12018

    • Author(s)
      Masayuki Kawaguchi, Takeshi Makino, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, Yoshio Kera
    • Organizer
      The 7th International GIGAKU Conference
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Investigation of the Role of Signal-like Sequence of Organophosphorus Hydrolase from Sphingobium sp. TCM12018

    • Author(s)
      Seiya Konno, Toshihiro Imai, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, Yoshio Kera
    • Organizer
      The 7th International GIGAKU Conference
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://bio.nagaokaut.ac.jp/labo/labo_21.html

    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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