物理化学的処理法と組換え微生物とを組合わせたポリ塩化ビフェニル実用的処理法の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05454612
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 矢野 圭司 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (10011842)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金原 和秀 長岡技術科学大学, 工学部, 講師 (30225122) ; 福田 雅夫 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (20134512)
• Keywords: PCB / キメラ酵素 / 部位特異的変異 / 紫外線処理

Research Abstract

ポリ塩化ビフェニル(PCB)に代表される塩素化芳香族化合物は環境汚染物質として知られている。環境中に放出されたPCBが現在でも多く残留しており、その成分は微生物によって分解され難い多塩素置換PCBである。本研究ではPCBの実用的処理法の開発を目指し、既に単離されている分解系遺伝子群の機能向上のための改変を行うと同時に、PCB分解効率の向上を目的に物理的処理法を組み合わせる検討を行った。
前年度までの研究で、我々は塩素置換数の多いPCBを分解する分解菌の土壌からの単離と、分解に関与する遺伝子群の単離に成功しているが、今年度はPCB分解系酵素群の構造と機能に関して、キメラ遺伝子の作製ならびに部位特異的変異を用いて解析を行った。ターゲットとする酵素は初発酸化酵素(BphA)とメタ開裂酵素(BphC)とした。
現在までに得られているBphAならびにBphCとベンゼン分解系酵素群とを用いてキメラ酵素を作製した結果、分解する物質の違いにより、アミノ酸配列に特徴があることが明らかとなった。また、その配列を変換することで、基質特異性を変換させることに成功した。
次に、前年度に検討した照射条件を用いた紫外線照射により高塩素置換PCBの脱塩素化を行い、照射後の低塩素化PCBを微生物で分解させた。その結果、物理化学的方法と微生物処理とを組み合わせることで、PCBの完全分解を実現することができた。
以上のように、今年度の研究において、目的とした分解能の酵素学的解析ならびに紫外線照射とを組み合わせたPCBの完全分解など、新たな知見を加えることができ、今後の実用的処理に大きな可能性を開拓した。