ダイオキシン「2378-TCDD」を標的とする持続的広域的環境修復技術の創出

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21248037
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 片山 義博 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (10214339)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 雅哉 (独)森林総合研究所, きのこ微生物研究領域, 研究チーム長 (50353793) ; 大塚 祐一郎 (独)森林総合研究所, バイオマス化学研究領域, 主任研究員 (80455261) ; 高橋 惇 高砂熱学工業(株), 総合研究所, 常務執行役員 (60501369) ; 梶田 真也 東京農工大学, 共生科学技術研究院, 准教授 (40323753) ; 佐藤 かんな 東京農工大学, 共生科学技術研究院, 助教 (40456603)
• Keywords: ダイオキシン / 環境浄化 / 2,3,7.8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin / 2,7-dichlorodibenzo-p-dioxin / ダイオキシン蛍光アナログ / ダイオキシン還元解裂酵素 / 遺伝子ライブラリー / phytoremediation

Research Abstract

本年度の成果は1、これまで使用して来た微生物SH2B-J2株粗酵素が、塩素化ダイオキシンに対する分解活性を安定に示さない事から、改めて安定な分解活性を示す新たな菌株を探索し、Geobacillus sp.UZO3株を単離した(寄託済、受託番号NITEP-1023)。2、新たに単離した微生物株の粗酵素は、2,7-Dichlorobenzo-P-Dioxin(2,7-DCDD)を還元的に解裂して、分解産物Chlorophenolを生成する事を明らかにした。3、本研究が標的とするTCDDの分子内エーテル結合を還元的に開裂する酵素活性を高感度に検出するためにTCDDに類似の構造を有する2塩素置換蛍光アナログ基質(8,9-Dichloro-4-methyl-1,6,11-trioxa-naphthacen-2-one)を合成した。またこの基質の粗酵素反応中間体(6(1',2'-dichlorophenoxy)-4-methylumbeliferone)を合成した。4、高感度ダイオキシン蛍光アナログ基等を用いて、新たに分離したUZO3株から安定な分解活性を有する粗酵素調製と反応条件の構築に成功した。5、塩素化ダイオキシンに対する分解酵素遺伝子のクローニングを目的に、新たに単離したUZO3株からゲノムライブラリーを改めて作製し、2,7-DCDDに対する還元解裂活性を示す複数のクローンの取得に成功した。6、汚染土壌をGeobacillus sp.UZO3で浄化するには、塩素化ダイオキシンを吸着したタンパク・脂質からに抽出する必要がある。水溶性フミン酸が、汚染シルトから塩素化ダイオキシンの30%を抽出する能力を持つ事を見いだした。

Research Products

• [Journal Article] Novel enzymatic activity of cell free extract from thermophilic Geobacillus sp.UZO 3 catalyzes reductive cleavage of diaryl ethebonds of 2,7-dichlorodibenzo-p-dioxin (2011)
  • Author(s): Y.Suzuki, M.Nakamura, Y.Otsuka, N.Suzuki, K.Ohyama, T.Kawakami, K.Sato, S.Kajita, S.Hishiyama, T.Fujii, A.Takahashi, Y.katayama
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 83 Pages: 868-872
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pre-treatment Method in a Bio-degradation System for Extracting Polychlorinated Dioxins from Contaminated Soils and Sediments (2010)
  • Author(s): A.Takahashi、T.Kameyama, S.Hoshina, Y.Katayama
  • Journal Title: Proceedings Venice 2010, Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste Volume: PE13/CD Pages: 1-12
• [Presentation] Novel Enzymatic Activity of Cell-Free Extract from Thermophilic Geobacillus sp UZO 3 Catalyzes Reductive Cleavage of Diaryl Ether Bonds of 2,7-Dichlorodibenzo-p-Dioxin (2010)
  • Author(s): M.Nakamura, Y.suzuki, Y.Otsuka, T.Kawakami, K.Sato, S.Kajita, S.Hishiyama, A.Takahashi, Y.Katayama
  • Organizer: International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2010)
  • Place of Presentation: Honollulu (Hawaii) USA
  • Year and Date: 20101215-20101220
• [Presentation] Pre-treatment Method in a Bio-degradation System for Extracting Polychlorinated Dioxins from Contaminated Soils and Sediments (2010)
  • Author(s): A.Takahashi、T.Kameyama, S.Hoshina, Y.Katayama
  • Organizer: Third International Symposium on Energy Biomass and Waste
  • Place of Presentation: Venice Italy
  • Year and Date: 20101108-20101111
• [Presentation] 塩素化ダイオキシン分解微生物Geobacillus sp.SH2B-J2株のエーテル結合開裂能の解析 (2010)
  • Author(s): 鈴木悠造、梅香佑輔、佐藤かんな、梶田真也、大塚祐一郎、菱山正二郎、中村雅哉、保科定頼,川上健志、高橋惇、片山義博
  • Organizer: 第62回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: シーガイア、宮崎
  • Year and Date: 20101027-20101029
• [Presentation] Novel Enzymatic Activity of Cell Free Extract from Thermophilic Geobacillus sp.SH2B-J2 Catalyzes Reductive Cleavage of Diaryl Ether Bonds of 2,7-Dichlorodibenzo-p-Dioxin (2010)
  • Author(s): Y.Suzuki, M.Nakamura Y.Otsuka, T.Sonoki, T.Kawakami, K.Sato, S.Kajita, S.Hishiyama, S.Hoshina, A.Takahashi, Y.Katayama
  • Organizer: 14th International Biothechnology Symposium and Exhibition IBS2010
  • Place of Presentation: Rimini Italy
  • Year and Date: 20100914-20100915