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2011 Fiscal Year Annual Research Report

プロテオーム解析と原子間力測定に基づいたMBRにおける膜ファウリングの制御

Research Project

Project/Area Number 21686050
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

木村 克輝  北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10292054)

KeywordsMBR / 膜ファウリング / タンパク質 / 2D-PAGE
Research Abstract

膜の閉塞(膜ファウリング)は膜分離活性汚泥法(MBR)における最大の問題であり、膜ファウリングの原因物質(膜ファウリング物質)の特性を含めた膜ファウリング発生機構の解明が待望されている。タンパク質はMBRにおける主要な膜ファウリング物質であるため、膜ファウリングを引き起こしているタンパク質の性質や機能を明らかにすることができれば膜ファウリング発生機構に対する理解を大幅に深めることが可能となる。本年度は、実都市下水を処理するパイロットスケールMBRにおける膜ファウリング物質に対し、2D-PAGEとN末端アミノ酸配列解析から構成されるメタプロテオーム解析を適用し、MBRにおいて膜ファウリングを引き起こしているタンパク質の性質/機能解析を行うことを試みた。
本年度行った検討では、運転条件の異なる2系列のMBRから、合計32種類のタンパク質を分析したが、そのうち3種類のタンパク質を同定することに成功した。タンパク質の分離に2D-PAGEを適用したことによって、タンパク質の分離能が飛躍的に向上し、より多くのタンパク質についてN末端アミノ酸配列解析が実施できるようになった。膜ファウリングを引き起こすタンパク質の構造決定を行ったのは、おそらく本研究が世界で初めての例である。今回同定に成功したタンパク質は、OprFとOprDであった。いずれもPseudomonas属の外膜タンパク質であり、非常に分解されにくいことが知られている。これらのタンパク質はMBR汚泥懸濁液中に分解を受けないままに比較的サイズの大きい粒子として残存し、膜細孔の閉塞を引き起こしていたと考えられる。

  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Characteristics of foulants in air-sparged side-stream tubular membranes used in a municipal wastewater membrane bioreactor2012

    • Author(s)
      Hoque, A., Kimura, K., Miyoshi, T., Yamato, N., Watanabe, Y.
    • Journal Title

      Separation and Purification Technology

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Performance of Membrane Bio-reactor Equipped with Air-sparged Side-stream Tubular Membrane : Treatment Efficiency and Membrane Fouling2012

    • Author(s)
      Hoque, A., Miyoshi, T., Kimura, K., Watanabe, Y.
    • Journal Title

      Separation Science and Technology

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of proteins involved in membrane fouling in membrane bioreactors (MBRs) treating municipal wastewater : the application of metaproteomic analyses2011

    • Author(s)
      Miyoshi, T., Aizawa, T., Kimura, K., Watanabe, Y.
    • Journal Title

      Desalination and Water Treatment

      Volume: 34(1-3) Pages: 150-155

    • DOI

      10.5004/dwt.2011.2894

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 槽外型MBRに装着したセラミック膜における膜ファウリング原因物質の分析2012

    • Author(s)
      安井信人、三好太郎、木村克輝、大和信大、渡辺義公
    • Organizer
      第46回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] 担体投入が浸漬型MBRにおける膜ファウリングの発生に及ぼす影響2012

    • Author(s)
      栗田宗大、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
    • Organizer
      第46回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] MBRファウリング多糖のMALDI-TOFMS分析における試料調製条件の検討2012

    • Author(s)
      田村尚也、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
    • Organizer
      第46回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] 槽外型セラミック膜に装着したセラミック膜における膜ファウリング2011

    • Author(s)
      安井信人、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
    • Organizer
      第48回環境工学研究フォーラム
    • Place of Presentation
      大同大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-11-26
  • [Presentation] 担体投入に伴うMBRの運転効率の改善2011

    • Author(s)
      栗田宗大、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
    • Organizer
      第48回環境工学研究フォーラム
    • Place of Presentation
      大同大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2011-11-26
  • [Presentation] 膜分離活性汚泥法において膜ファウリングを引き起こしているタンパク質のメタプロテオーム解析2011

    • Author(s)
      三好太郎、相沢智康、木村克輝、渡辺義公
    • Organizer
      土木学会第66回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(松山市)
    • Year and Date
      2011-09-07

URL: 

Published: 2013-06-26  

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