嫌気好気式生物学的リン除去活性汚泥におけるアミノ酸の代謝機構の解明

• 研究課題/領域番号: 07780472
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境保全
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐藤 弘泰 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90251347)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 1995年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: リン除去 / 嫌気好気式活性汚泥法 / 嫌気的有機物摂取 / グルタミン酸 / γ-アミノ酪酸

研究概要

本研究では嫌気好気式活性汚泥による嫌気条件下でのアミノ酸の摂取について基礎的な検討を行った。検討を行ったアミノ酸は、グルタミン酸、アスパラギン酸、アラニン、およびフェニルアラニンである。活性汚泥の馴致に際しても、これらのアミノ酸を含む人工下水を用いた。
グルタミン酸の嫌気的摂取において汚泥中のPHA(ポリヒドロキシアルカノエ-ト)の顕著な増加は確認されなかった。また、上澄水中のアンモニア濃度の挙動から、摂取されたグルタミン酸は脱アミノ化されずに汚泥内に蓄積されることが判明した。汚泥中に遊離のグルタミン酸の増加が確認されたものの、その量は嫌気的に摂取されたグルタミン酸の約半分であった。汚泥中の全アミノ酸を加水分解した後、ダブシルクロリドにより誘導体化して逆相液体クロマトグラフィーにより分析した結果、γ-アミノ酪酸と未知のアミノ酸を成分とするポリマーが汚泥中に蓄積されていることが確認された。このポリマーは水酸化ナトリウム溶液(pH13)にも溶解せず、他のタンパク質から分離・精製することができた。
一方、アスパラギン酸の嫌気的摂取においては、摂取に伴って定量的に脱アミノ化が行われ、3-ヒドロキシ吉草酸を主体とするPHAとして蓄積されることが明らかになった。また、アラニンは摂取された後、アラニンのままで汚泥内に蓄積されていた。フェニルアラニンはほとんど摂取されなかった。嫌気的に摂取されるアミノ酸の種類は限られ、また、摂取されるアミノ酸はアミノ酸の種類によって摂取のメカニズムが異なることがわかった。