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化学的脱ハロゲン化と微生物分解を組合わせた有機塩素化合物汚染土壌の処理法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11556018
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 応用微生物学・応用生物化学
研究機関九州大学

研究代表者

古川 謙介  九州大学, 農学研究院, 教授 (90221556)

研究分担者 宮 晶子  荏原総合研究所, 室長(研究職)
後藤 正利  九州大学, 農学研究院, 助手 (90274521)
吉野 貞蔵  九州大学, 農学研究院, 助教授 (80117291)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1999年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
キーワードテトラクロロエチレン(PCE / 脱クロル化 / Desulfitobacterium / バイオレメディエーション / PCEデハロゲナーゼ / テトラクロロエチレン(PCE) / テトラクロロエチレン / ハイブリッド株 / 微生物分解 / アルカリ触媒分解法 / 脱ハロゲン化 / 有機塩素化合物 / PCB
研究概要

高度に塩素化された化合物は一般に微生物の分解を受けにくく、長時間、土壌や地下水などを汚染し、深刻な環境問題を引き起こしている。本研究では世界的に重大な環境汚染物質であるポリ塩化ビフェニル(PCB)及びテトラクロロエチレン(PCE)をターゲットに化学的脱ハロゲン化と生成した脱ハロゲン化物質の微生物分解を組み合わせた完全分解系の構築を試みた。
PCBに対してはアルカリ分解処理法(Base Catalyzed Decomposition : BCD法)を用いることで土壌中のPCBの塩素を99.79〜99.98%脱クロル化し、多量のビフェニルが油中に蓄積した。ついでビフェニルとともに油中に回収された極微量の低塩化PCB(塩素数1〜3)はビフェニル資化菌(PCB分解菌)により酸化分解され、最終分解産物として微量の塩化安息香酸が認められた。PCEの分解はまず、PCE汚染土壌からPCEをcis-1,2-ジクロロエチレン(cis-DCE)へと効率よく脱クロル化する偏性嫌気性硫酸還元菌、Desulfitobacterium sp. Y51株を分離した。Y51株はPCEを最終電子伝達体として利用するいわゆる"脱ハロゲン化呼吸"により、PCEを効率よくcis-DCEへと脱クロル化する能力を持っていた。すなわち、Y51株の静止菌体(OD_<600>,1.0)を用いると0.01〜160mg/LのPCEは数時間後にほぼ完全にトリクロロエチレンを経て、cis-DCEへ脱クロル化された。
本研究ではまず、鉄粉1%をPCE汚染土壌に添加する土壌還元法によりPCEの脱クロル化が生起することを確認した。ついで鉄粉と同時に培養したY51株菌体を添加した。その結果、土壌中のPCEは効率よく脱クロル化され、最終産物として、エチレンとエタンが蓄積した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [文献書誌] Tsuda, M., Tan, H-M, Nishi, A., Funikawa K.: "Mobile vatablic genes in bacteria"J. Biosci. Bioeng.. 87(4). 401-410 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suenaga, H., Nishi, A., Watanabe, T., Sakai, M., Furukawa.K.: "Engineering a hybrid pseudomonad aquired 3,4-dioxygenase activity for polychlorinated biphenyls"J. Biosc. Bioeng. 87. 430-435 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishi, A., Tominaga, K., Furukawa, K.: "A 90-kilobase conjutgative chromosomal element coding for biphenyl and salicylate catabolism in Pseudomonas putida KF715"J. Bacteriol.. 182. 1949-1955 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, K.: "Engineering dioxygenases fro efficient degradation of environmental pollutants"Curt Topics Biotechnol. 11. 244-249 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, K.: "Biochemical and genetic bases of microbial degradation of polychlorinated biphenyls (PCB)"J. Gen. Appl. Microbiol.. 46. 283-296 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, T, Inoue, R., Kimuia, N., Furukawa K.: "Versatile transcription of biphenyl catabolic bph operon in Pseudomonas pseudoalcalinese KF707"J. Biol. Chem.. 275(4). 31016-31023 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suenaga, H., Goto, M., Furukawa, K.: "Emergence of multifunctional oxygenase activities of biphenyl dioxygenase by random -priming recombination"J. Biol. Chem.. 276(25). 22500-22506 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maeda, T., Takahashi, Y., Suenaga, H., Suyama, A., Goto, M., Furukawa, K.: "Functional analyses of Bph-Tod hybrid diozygenase which exhibits high degradation-activity toward trichloroethylene"J. Biol. Chem.. 276(32). 29833-29838 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suenaga, H., Mitsuoka, M., Ura, Y., Watanabe, T, Furukawa, K.: "Directed evolution of biphenyl dioxygenase : emergence of enhanced degradation capacity for benzene, toluene and alkylbenzene"J. Bacteriol. 183(18). 5441-5444 (2001)

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  • [文献書誌] Lee, T., Tokunaga, T., Furukawa, K.: "Efficient dechlorination of tetrachloroethylene in soil slurry by combined use of an anaerobic Desulfitobacterium sp. strain Y51 and iron powder"J. Biosci. Bioeng.. 92(5). 453-458 (2001)

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  • [文献書誌] 古川謙介: "有害化学物質を分解するスーパー微生物の開発"化学工業. 53(2). 17-22 (2001)

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  • [文献書誌] Furukawa, K., Suenaga, H., Nishi, A., Watanabe, T., Goto, M.: "Engineering biphenyl dioxygenases to acquire wide degradation capabilities of polychlorinated biphenyls (PCB) and aromatic hydrocarbons"World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.. 18 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西 哲人, 古川謙介: "IGEシリーズ29 遺伝情報のダイナミズムとその分子機構 ビフェニル/サリチル酸代謝遺伝子群をコードする自己可動化因子bph-salエレメント"東北大学遺伝子生態研究センター出版. 12 (2001)

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  • [文献書誌] 金原和秀, 古川謙介: "バイオレメディエーション実用化への手引き"リアライズ社. 51-60 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuda, M., Tan, H-M, Nishi, A., and Furukawa, K.: "Mobile vatablic genes in bacteria"J. Biosci. Bioeng.. 87(4). 401-410 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suenaga, H., Nishi, A., Watanabe, T., Sakai, M. and Furukawa, K.: "Engineering a hybrid pseudomonad aquired 3,4-dioxygenase activity for polychlorinated biphenyls"J. Biosc. Bioeng.. 87. 430-435 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, K., Hirose, J., Kimura, N. and Suyama, A.: "Engineering hybrid strains for the efficient degradation of chloroethenes"Proceedings of International Conference on Asian Network on Microbial Research. 322-335 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishi, A., Tominaga, K., and Furukawa, K.: "A 90-kilobase conjugative chromosomal element coding for biphenyl and salicylate catabolism in Pseudomonas putida KF715"J. Bacteriol.. 182. 1949-1955 (2000)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, K.: "Engineering dioxygenases fro efficient degradation of environmental pollutants"Curr. Topics Biotechnol.. 11. 244-249 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, K.: "Biochemical and genetic bases of microbial degradation of polychlorinated biphenyls (PCB). Invited review"J. Gen. Appl. Microbiol.. 46. 283-296 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, T., Inoue, R., Kimura, N. and Furukawa, K.: "Versatile transcription of biphenyl catabolic bph operon in Pseudomonas pseudoalcalinese KF707"J. Biol. Chem.. 275(40). 31016-31023 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suenaga, H., Goto, M. and Furukawa, K.: "Emergence of multifunctional oxygenase activities of biphenyl dioxygenase by random-priming recombination"J. Biol. Chem.. 276(25). 22500-22506 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maeda, T., Takahashi, Y., Suenaga, H., Suyama, A., Goto, M. and Furukawa, K.: "Functional analyses of Bph-Tod hybrid diozygenase which exhibits high degradation activity toward trichloroethylene"J. Biol. Chem.. 276(32). 29833-29838 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suenaga, H., Mitsuoka, M., Ura, Y., Watanabe, T and Furukawa, K.: "Directed evolution of biphenyl dioxygenase : emergence of enhanced degradation capacity for benzene, toluene and alkylbenzene"J. Bacteriol.. 183(18). 5441-5444 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lee, T., Tokunaga, T. and Furukawa, K.: "Efficient dechlorination of tetrachloro-ethylene in soil slurry by combined use of an anaerobic Desulfitobacterium sp. strain Y51 and iron powder"J. Biosci. Bioeng.. 92(5). 453-458 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, K., Suenaga, H., Nishi, A., Watanabe, T. and Goto, M.: "Engineering biphenyl dioxygenases to acquire wide degradation capabilities"World Scientific Publishing Co. Ltd.. 159-176 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suenaga, H., Goto, M.Furukawa, K.: "Emergence of multifunctional oxygenase activities of biphenyl dioxygenase by random-priming recom bination"J.Biol.Chem.. 276(25). 22500-22506 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda, T., Takahashi, Y., Suenaga, H., Suyama, A., Goto, M., Furukawa, K.: "Functional analyses of Bph-Tod hybrid dioxygenase which exhibits high degradation-activity toward trichloroethylene"J.Biol.Chem.. 276(32). 29833-29838 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Suenaga, H., Mitsuoka, M., Ura, Y., Watanabe, T, Furukawa, K.: "Directed evolution of biphenyl dioxygenase : emergence of enhanced degradation capacity for benzene, toluene and alkylbenzene"J.Bacteriol. 183(18). 5441-5444 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Lee, T., Tokunaga, T., Furukawa, K.: "Efficient dechlorination of tetrachloroethylene in soil slurry by combined use of an anaerobic Desulfitobacterium sp.strain Y51 and iron powder"J.Biosci.Bioeng.. 92(5). 453-458 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 古川謙介: "有害化学物質を分解するスーパー微生物の開発"化学工業. 53(2). 17-22 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Furukawa, K., Suenaga, H., Nishi, A., Watanabe, T., Goto, M.: "Engineering biphenyl dioxygenases to acquire wide degradation capabilities of polychlorinated biphenyls (PCB) and aromatic hydrocarbons"World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd.. 159-176 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 西 哲人, 古川謙介: "IGEシリーズ29 遺伝情報のダイナミズムとその分子機構 ビフェニル/サリチル酸代謝遺伝子群をコードする自己可動化因子bph-salエレメント"東北大学遺伝生態研究センター出版. 39-50 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 金原和秀, 古川謙介: "バイオレメディエーション実用化への手引き"リアライズ杜. 51-60 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nishi,A.,Tominaga,K.and Furukawa,K.: "A 90 kilo base conjugative chromosomal element coding for biphenyl and salicylate in Pseudomonas putida KF715"J.Bacteriol.. 182. 1949-1955 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Furukawa,K.: "Engineering dioxygenases fro efficient degradation of environmental pollutants"Curr.Topics.Biotechnol.. 11. 244-249 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe,T.,Inoue,R.,Kimura,N.and Furukawa,K.: "Versatile transcription of biphenyl catabolic bph operon in Pseudomonas pseudoalcalinese KF707"J.Biol.Chem.. 275・40. 31016-31023 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 古川謙介,陶山明子: "難分解性有機ハロゲン化合物の微生物分解の現状と展望"生物と化学. 38. 390-397 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 末永光,古川謙介: "微生物によるPCBの分解"ファインケミカル. 29. 5-16 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuda,M.,Tan,H M,Nishi,A.,and Furukawa,K.: "Mobile catablic genes in bacteria."J. Biosci. Bioeng.. 87・4. 401-410 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Suenaga,H.,Nishi,A.,Watanabe,T.,Sakai. M. and Furukawa,K.: "Engineering a hybird pseudomonad aquired 3,4 dioxygenase activity for polychlorinated biphenyls."J. Biosc. Bioeng.. 87・4. 430-435 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nishi,A.,Tominaga,K.,and Furukawa,K.: "A 90 kilobase conjutgative chromosomal element coding for biphenyl and salicylate catabolism in Pseudomonas putida KF715."J. Bacteriol.,. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 古川謙介、陶山明子、李泰鎬: "微生物による有機塩素化合物の分解"環境科学. 12. 449-461 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2025-11-20  

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