中等度好熱性細菌を利用した微生物脱硫と高機能脱硫細菌の創製

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650859
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 桐村 光太郎 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90195412)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木野 邦器 早稲田大学, 理工学部, 教授 (60318764)
• Keywords: バイオテクノロジー / 生体機能工学 / バイオ生産プロセス / 微生物機能 / 環境微生物 / Mycobacterium / バイオ脱硫 / 有機硫黄化合物

Research Abstract

石油とくに軽油中には現行の石油精製工程では除去が困難な有機硫黄化合物が存在し、その代表的なものがジベンゾチオフェン(以下DBT)およびそのアルキル誘導体である。申請者らは、DBTを唯一の硫黄源として利用可能な微生物を探索することによって、新規な好熱性脱硫細菌としてmycobacterium phlei WU-F1を単離した。本研究では、WU-F1を供試菌として、増殖菌体と休止菌体の両者ともに実際の軽油に対して脱硫活性を示すことを確認した。とくに、休止菌体反応では45℃の条件下で、軽油層と水層の体積比を50:50として反応を行い、硫黄分の除去率を検討した。硫黄濃度が異なる3種の軽油を対象とした場合、市販軽油である390ppm-SのB-LGOを100ppm-Sに、120ppm-SのF-LGOを50ppm-Sに、また深度脱硫軽油(試作品)である48ppm-SのX-LGOを10ppm-Sにまで脱硫可能であることを明らかにした。とくに、WU-F1を生体触媒として利用したバイオ脱硫によって、2007年度に予定されている硫黄分規制値15ppm-S未満を達成したことは極めて意義深い。以上の結果より、WU-F1の優秀牲が明らかになったため、当該菌株を宿主とした高機能脱硫細菌の創製を目的として宿主-ベクター系の開発と形質転換法について検討中である。一方、軽油中にはDBT誘導体以外に、非対称分子構造をとるナフトチオフェン(NTH)などの講導体も含まれている。そこで、NTHを唯一の硫黄源として利用可能な徴生物を探索することによって、Rhodococcus sp. WU-K2Rを単離した。微量分析を駆使した中間代謝産物の解析から、WU-K2Rが炭素-硫黄結合を切断する脱硫機構を有することを明らかにして、NTHについての硫黄原子特異的な分解を初めて報告した。

Research Products

• [Publications] T.Furuya, K.Kirimura, K.Kino, S.Usami: "Thermophilic Biodesulfurization of Naphthothiophene and 2-Ethylnaphthothiophene by -Mycobacterium phlei WU-F1"Appl. Microbiol. Biotechnol.. 58(2). 237-240 (2002)
• [Publications] K.Kirimura, T.Furuya, R.Sato, Y.Ishii, K.Kino, S.Usami: "Biodesulfurization of Naphthothiophene and Benzothiophene through Selective Cleavage -by Rhodococcus sp. Strain WU-K2R"Appl. Environ. Microbiol.. 68(6). 3867-3872 (2002)