生物機能を応用した海水中のレアメタルの高選択的分取に関する展開研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11559014
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 道端 齊 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00111740)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 植木 龍也 広島大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10274705) ; 宇山 太郎 広島大学, 大学院・理学研究科, 講師 (60232914) ; 金森 寛 富山大学, 理学部, 教授 (00019001) ; 広津 孝弘 工業技術院, 四国工業技術研究所・海洋資源部・生物材料研究室, 室長 ; 大井 健太 工業技術院, 四国工業技術研究所・海洋資源部・企画課, 課長
• Keywords: レアメタル / 金属イオン / 海水 / 選択的分取 / 吸着剤 / ホヤ / バナジウム / 遺伝子クローニング

Research Abstract

海水中にはバナジウムやコバルト等わが国ではほとんど産出しない希少金属(レアメタル)が溶解している。これまでに化学的に合成された吸着剤を用いて、これらのレアメタルを海水から捕集する試みは数多くなされてきた。しかし、海水には多くの金属イオンが溶解しているため、目的のレアメタルだけを選択的に分取するのは必ずしも容易ではない。研究代表者のグループはホヤが海水のバナジウム濃度の1,000万倍(10^7)ものバナジウムを高選択的に濃縮することに着目し、その濃縮機構の解明で得られた成果をレアメタルの分取に展開することを計画した。
本研究では、ホヤのバナジウム濃縮細胞(バナドサイト)の細胞質から抽出した濃縮のカギを握る12.5kDa、15kDaと16kDaの3種類のバナジウム結合タンパク質(Vanabin)の解析を進めた。その結果、それらをコードするcDNAの全長のクローニングとその解析によってVanabinは{C}-{x(2-4)}-{C}という特徴的なモチーフの繰り返し配列を持ち、金属イオンと結合し易いシステインを約20%も含むタンパク質であること、NMRによって主にαヘリックスから成る新規のタンパク質であること、Vanabin 1モルに約20原子のバナジウムが結合し、その結合定数は10^<-7>Mであることを見出した。現在、部位特異的変異法によってバナジウム結合部位の特定を進めている。

Research Products

• [Publications] Michibata,H.: "The mechanism of accumulation and reduction of vanadium by ascidians."(Book Section)"The Biology of Ascidian"edit.by Sawada, H.,Yokosawa,H.and Lambert,C.C., Springer Tokyo. (in press). (2001)
• [Publications] Ueki,T.: "Subunit C of the vacuolar-type ATPase from the vanadium-rich ascidians, Ascidia sydneiensis samea, rescued the pH sensitivity of yeast vma5 mutants."Marine Biotech.. (in press). (2001)
• [Publications] Ueki,T.: "Exclusive expression of transketolase in the vanadocytes of the vanadium-rich ascidian, Ascidia sydneiensis samea."Biochim.Biophys.Acta. 1494. 83-90 (2000)