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イソプレンゴム添加によりリグニン分解が促進される白色腐朽菌の酸化機構解析-資源変換・環境修復への応用

研究課題

研究課題/領域番号 12480162
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境保全
研究機関京都大学

研究代表者

渡邊 隆司  京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (80201200)

研究分担者 本田 与一  京都大学, 木質科学研究所, 助手 (70252517)
桑原 正章  秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (40035978)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2001年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2000年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
キーワードポリイソプレン / ゴム / 白色腐朽菌 / リグニン / 微生物分解 / polyisoprene / rubber / white rot fungi / lignin / biodegradation / 木材腐朽菌 / バイオレメディエーション / バイオマス
研究概要

C.subvermisporaの木粉培地上での加硫天然ゴムシートの成分の変化を詳細に調べた結果、本ゴムシートにフィラーとして添加されている炭酸カルシウムの含量が著しく減少したのに対し、有機物であるポリイソプレンの含有量は大きな変化がないことを明らかにした。これに対し、総イオウ含量が培養に伴って減少することを見出した。ESCAによる分析の結果、ポリイソプレンの架橋構造の中でS-O結合が新たに生成し、また培養に伴いS-S結合に対するS-C結合の比率が減少することを見出した。また、固体NMRの分析からシスおよびトランス型モノスルフィド結合の著しい分解を見出した。ポリイソプレンの損傷を最小にして架橋構造を破壊する本微生物培養系は、加硫ゴムの新しいリサイクル法の開発につながる発見である。本菌の菌体外酸化機構とゴムの分解の関係を明らかにするため、本菌の生産するマンガンペルオキシダーゼ(MnP)によるリノール酸過酸化反応の連鎖機構の分析と環境汚染物質であるPAHの酸化実験、ポリイソプレンの分解実験を行った。その結果、マンガンペルオキシダーゼ(MnP)によるリノール酸酸化にはアシルラジカルの連鎖が関与していること、酸化生成物である主要なアルデヒドとしてグリオキサールが生成することを始めて見出した。MnPはグリオキサールを酸化して化学発光種を生成した。この化学発光種は一重項酸素やバイアシルトリプレット、ジオキセタン由来のトリプレットカルボニルとは異なるものであった。リノール酸過酸化反応系はフルオレンなどのPAHを酸化したが、グリオキサールとMnPの直接反応のみでは、PAHは酸化されなかった。ポリイソプレン系ゴムは加硫方法が発見されて以来、弾性、伸縮性などを持った特殊素材として、工業、医療など様々な分野に普及しているが、使用後の廃棄処理や、再生利用の面に問題が残っている。加硫後の高弾性ゴムのスルフィド結合を分解する本菌の利用が期待される。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] Watanabe T., Y.Honda, M.Kuwahara, et al.: "Production and chemiluminescent free radical reactions of glyoxal in lipid peroxidation of linoleic acid by the ligninolytic enzyme, manganese peroxidase"Eur. J. Biochem.. 268. 6114-6122 (2001)

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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] Sato, S., T.Watanabe, Y.Honda, M.Kuwahara: "Degradability of natunal and synthetic polymers by the white rot fungus Cerporiopsis subvermispora"Wood Res.. 88. 48-49 (2001)

    • 説明
      「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] Watanabe T., Y.Honda, M.Kuwahara et al.: "Formation of acyl radical in lipid peroxidation of linoleic acid by manganese-dependent peroxidase from Ceriporiopsis subvermispora and Bjerkandera adusta"Eur. J. Biochem.. 267. 4222-4231 (2000)

    • 説明
      「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] Watanabe, T., Y.Honda, M.Kuwahara et al.: "The first evidence indicating formation of superoxide by manganese-dependent peroxidase (MnP) in the presence of excess H_2O_2"Chem. Lett.. (2000). 444-445 (2000)

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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] Enoki, M., T.Watanabe, Y.Honda, M.Kuwahara et al.: "A novel fluorescent dicarboxylic acid, (Z)-1,7 -nonadecadiene-2,3-dicarboxylic acid, produced by white-rot fungus Ceriporiopsis subvermispora"Chem. Lett.. (2000). 54-55 (2000)

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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] Katayama, S., T.Watanabe, Y.Honda, M.Kuwahara et al.: "Mn(III)-dependent breakdown of 13(S)-hydroperoxy-9Z, III-octadecanoic acid : A key free radical reaction in lipid peroxidation of linoleic acid by manganese peroxidase"Wood Res.. 87. 23-24 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Messner, K., T.Watanabe et al.: "ACS Symposium Ser.(分担執筆)"American Chemical Society(印刷中). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe T., N. Shirai, H. Okadra, Y. Honda and M. Kuwahara: "Production and chemiluminesent free radical reactions of glyoxal in lipid peroxidation of linoleic acid by the ligninolytic enzyme, manganese peroxidase"Eur. J. Biochem. 266. 6114-6122 (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] Sato, S., T. Watanabe, Y.Honda and M. Kuwahara: "Degradability of natural and synthetic polymers by the white rot fungus, Ceriporiopsis subvermispora"Wood Res.. 88. 48-49 (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] Watanabe,T., S. Katayama, M. Enoki, Y. Honda and M.Kuwahara: "Formation of acyl radical in lipid peroxidation of linoleic acid by manganese-dependent peroxidase form Ceriporiopsis subvermispora and Bjerkandera adusta"Eur. J. Biochem.. 267. 4222-4231 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe T.,H. Kamitsuji, M. Enoki, Y. Honda and M.Kuwahara: "The first evidence indicating formation of superoxide by manganese-dependent peroxidase (MnP) in the presence of excess H_2O_2"Chem. Lett.. 444-445 (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] Enoki, M., T. Watanabe, Y. Honda and M. Kuwabara: "A novel fluorescent dicarboxylic acid,(Z)-1,7-nonadecadiene-2,3-dicarboxylic acid, produced by white-rot fungus Ceriporiopsis subvermispora"Chem. Lett.. 54-55 (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] Katayama, S.,T.Watanabe, M. Enoki, S. Sato, Y.Honda and M.Kuwahara: "Mn(III)-dependent breakdown of 13(S)-hydroperoxy-9Z,11E-octadecadienoic acid : A key free radical reaction in lipid peroxidation of linoleic acid by manganese peroxidase"Wood Res.. 87. 23-24 (2000)

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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] Watanabe, T., N.Shirai, H.Okada, Y.Honda, M.Kuwahara: "Production and chemiluminescent free radical reactions of glyoxal in lipid peroxidation of linoleic acid by the ligninolyticenzyme, manganese peroxidase"Eur. J. Biochem.. 268. 6114-6122 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sato, S., T.Watanabe, Y.Honda, M.Kuwahara: "Degradability of natural and synthetic pdymers by the white rot fungus, Ceriporiopsis subvermispora"Wood Res.. 88. 48-49 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Messner, K., T.Watanabe et al.: "ACS Symposium Series (分担執筆)"American Chemical Society (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Watanabe,Y.Honda,M.Kuwahata 他2名: "Formation of acylradical in liyid peroxidation of linolcic acid by manganese-dependent peroxidse from Cerponopsis subuermispora and B adusta"Eur.J.Biochem. 13. 4222-4231 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Enoki,T.Watanabe,Y.Honde,M.Kuwahara: "A novel fluorescent dicarboxilic acid, (Z)-1,7-nona decadiene-2,3-dicarboxlic acid produced by white rot fungus Cerioriopsis subvermispora"Chem.Lett.. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Watanave,Y.Honnda,M.Kuwahara 他2名: "The first evidence indicating formation of superoxide by mangonese-dependent peroxidase (MnP) in the presence of excess H_2O_2"Chem.Lett.. 444-445 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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