レアメタル汚染の浄化と資源回収システムの開発を目指した新規金属代謝微生物の探索

• 研究課題/領域番号: 21405038
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 川本 純 京都大学, 化学研究所, 助教 (90511238)
• 研究分担者: 栗原 達夫 京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2011年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2009年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: バイオテクノロジー / 応用微生物 / 生体機能利用 / 微生物機能 / 環境浄化 / 金属呼吸 / 環境技術 / 微生物 / 金属代謝

研究概要

金属代謝微生物の金属呼吸機構を解明することで、微生物を用いたレアメタル汚染の浄化や汚染土壌からのレアメタル資源回収への応用を目指した。中国内モンゴル自治区の草原地域やオーストリア氷河域より採取した土壌から、低温での生育能に秀でた菌株を単離した。これらは、低温地域での汚染浄化への応用が期待される。金属還元能を有する特殊環境微生物 Shewanella livingstonensis Ac10 の金属呼吸機構の解明に取り組み、特定のチャンネルタンパク質が本菌の鉄呼吸における三価鉄の取込に関与していることを明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Occurrence of bacterial membrane microdomain at the cell division site enriched in phospholipids with polyunsaturated hydrocarbon chain. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato, S., Kawamoto, J., Sato, S.B., Watanabe, B., Hiratake, J., Esaki, N., and Kurihara, T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287 号: 29 ページ: 24113-21
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.318311
  • NAID: 120005302081
  • 査読あり
• [雑誌論文] dentification of cold-inducible inner membrane proteins of the psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10, by proteomic analysis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Park, J., Kawamoto, J., Esaki, N., and Kurihara, T.
  • 雑誌名: Extremophiles 巻: 16 号: 2 ページ: 227-236
  • DOI: 10.1007/s00792-011-0422-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Function of FADH2-dependent 2-haloacrylate hydratase from a 2-chloroacrylate-utilizing bacterium, Burkholderia sp (2011)
  • 著者名/発表者名: WS., Vasudevan, A., Fujita, M., Kurata, A., Kawamoto, J., Esaki, N., and Kurihara, T
  • 雑誌名: Trace Nutrients Research 巻: 28 ページ: 58-64
  • URL: http://www.jtnrs.com/sym28/P-08.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eicosapentaenoic acid plays a role in stabilizing dynamic membrane structure in the deep-sea piezophile Shewanella violacea: a study employing high-pressure time-resolved fluorescence anisotropy measurement (2011)
  • 著者名/発表者名: Usui, K., Hiraki, T., Kawamoto, J., Kurihara, T., Nogi, Y., Kato, C., and Abe, F.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1818 号: 3 ページ: 574-583
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2011.10.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Piezotolerance of the Respiratory Terminal Oxidase Activity of the Piezophilic Shewanella violacea DSS12 as Compared with Non-Piezophilic Shewanella Specie (2011)
  • 著者名/発表者名: Tamegai, H., Ota, Y., Haga, M., Fujimori, H., Kato, C., Nogi, Y., Kawamoto, J., Kurihara, T., and Sambongi, Y
  • 雑誌名: Bioscience Biotechnology and Biochemistry 巻: 75 ページ: 919-924
  • NAID: 10028272647
  • URL: http://dx.doi.org/10.1271/bbb.100882
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential roles of internal and terminal double bonds in docosahexaenoic acid: Comparative study of cytotoxicity of polyunsaturated fatty acids to HT-29 human colorectal tumor cell line (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato, S.B., Sato, S., Kawamoto, J., and Kurihara, T.
  • 雑誌名: Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 巻: 84 号: 1-2 ページ: 31-37
  • DOI: 10.1016/j.plefa.2010.09.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of novel mammalian phospholipids containing threonine, aspartate, and glutamate as the base moiety (2011)
  • 著者名/発表者名: Omori, T., Honda, A., Mihara, H., Kurihara, T., and Esaki, N
  • 雑誌名: Journal of Chromatography B 巻: 879 号: 29 ページ: 3296-3302
  • DOI: 10.1016/j.jchromb.2011.04.033
  • NAID: 120003644380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Stability of Cytochrome c5 of Pressure-Sensitive Shewanella livingstonensis (2011)
  • 著者名/発表者名: Masanari, M., Wakai, S., Tamegai, H.,Kurihara, T., Kato, C., and Sambogi, Y.
  • 雑誌名: Bioscience Biotechnology and Biochemistry 巻: 75 ページ: 1859-1861
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/bbb/75/9/75_110370/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mammalian Selenocysteine Lyase Is Involved In Selenoprotein Biosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, S., Takehashi, M., Tanaka, H., Mihara, H., Kurihara, T., Tanaka, S., Hill, K., Burk, R., and Esaki, N.
  • 雑誌名: Journal of Nutritional Science and Vitaminology 巻: 57 ページ: 298-305
  • NAID: 130001373002
  • URL: http://dx.doi.org/10.3177/jnsv.57.298
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mechanistic analysis of enzymatic degradation of organohalogen compounds (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, T.,Biosci
  • 雑誌名: Biotechnol Biochem 巻: 75 ページ: 189-198
  • NAID: 10027897237
  • URL: http://dx.doi.org/10.1271/bbb.100746
  • 査読あり
• [雑誌論文] Favourable effects of eicosapentaenoic acid on the late step of the cell division in a piezophilic bacterium, Shewanella violacea DSS12, at high-hydrostatic pressures (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, J., Sato, T., Nakasone, K., Kato, C., Mihara, H., Esaki, N., and Kurihara, T
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: 13 号: 8 ページ: 2293-2298
  • DOI: 10.1111/j.1462-2920.2011.02487.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Escherichia coli dihydropyrimidine dehydrogenase is a novel NAD-dependent heterotetramer essential for the production of 5,6-dihydrouracil. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hidese, R., Mihara, H., Kurihara, T., and Esaki, N.
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 193 号: 4 ページ: 989-993
  • DOI: 10.1128/jb.01178-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro Refolding of an OmpA Homolog, a Major Cold-Inducible Outer Membrane Protein, from a Psychrotrophic Bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10., Dai, X.-z. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, J., Esaki, N., and Kurihara, T
  • 雑誌名: Journal of Japanese Society for Extremophiles 巻: 10 ページ: 90-96
  • URL: http://jglobal.jst.go.jp/public/20090422/201202222875433695
  • 査読あり
• [雑誌論文] 好冷性細菌が生産する高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の生理機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川本 純, 栗原達夫
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 69 ページ: 305-307
  • NAID: 10029237036
• [雑誌論文] The distribution of phosphatidyl-D-serine in the rat. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, H. Mihara, T. Kurihara, and N. Esaki
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 74 ページ: 1953-1955
  • NAID: 10027559956
  • URL: http://dx.doi.org/10.1271/bbb.100271
  • 査読あり
• [雑誌論文] IscS functions as a primary sulfur-donating enzyme by interacting specifically with MoeB and MoaD in the biosynthesis of molybdopterin in Escherichia coli (2010)
  • 著者名/発表者名: W. Zhang, A. Urban, H. Mihara, S. Leimkuhler, T. Kurihara, and N. Esaki.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 号: 4 ページ: 2302-2308
  • DOI: 10.1074/jbc.m109.082172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction mechanism and molecular basis for selenium/sulfur discrimination of selenocysteine lyase. (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Omi, S. Kurokawa, H. Mihara, H. Hayashi, M. Goto, I. Miyahara, T. Kurihara, K. Hirotsu and N. Esaki.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 号: 16 ページ: 12133-12139
  • DOI: 10.1074/jbc.m109.084475
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2-Haloacrylate hydratase, a new class of flavoenzyme that catalyzes the addition of water to the substrate for dehalogenation (2010)
  • 著者名/発表者名: A. M. Mowafy, T. Kurihara, A. Kurata, T. Uemura and N. Esaki
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 76 号: 18 ページ: 6032-6037
  • DOI: 10.1128/aem.00334-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低温細菌における長鎖高度不飽和脂肪酸の生合成と機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫, 川本純, 江崎信芳.
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 巻: 55 ページ: 94-99
  • NAID: 40016985470
  • URL: http://www.jbsoc.or.jp/event/magazine/pdf/81-08-08.pdf
• [雑誌論文] 好冷酵素の特性と利用法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 雑誌名: 酵素利用技術大系 ページ: 239-243
• [雑誌論文] Reaction mechanism and molecular basis for selenium/sulfur discrimination of selenocysteine lyase (2010)
  • 著者名/発表者名: Omi R, et al
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 12133-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] IscS functions as a primary sulfur-donating enzyme by interacting specifically with MoeB and MoaD in the biosynthesis of molybdopterin in Escherichia coli (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhang W, et al
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 2302-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eicosapentaenoic acid plays a beneficial role in membrane organization and cell division of a cold-adapted bacterium (2009)
  • 著者名/発表者名: Shewanella livingstonensis Ac10. J. Kawamoto, T.Kurihara, K. Yamamoto, M. Nagayasu, Y. Tani, H. Mihara, M. Hosokawa, T. Baba, S. B. Sato and N. Esaki.
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 191 号: 2 ページ: 632-40
  • DOI: 10.1128/jb.00881-08
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray crystallographic and mutational studies of fluoroacetate dehalogenase from Burkholderia sp. (2009)
  • 著者名/発表者名: strain FA1. K. Jitsumori, R. Omi, T. Kurihara, A. Kurata, H. Mihara, I. Miyahara, K. Hirotsu and N. Esaki
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 191 号: 8 ページ: 2630-7
  • DOI: 10.1128/jb.01654-08
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of a homolog of mammalian serine racemase from Schizosaccharomyces pombe (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Goto, T. Yamauchi, N. Kamiya, I. Miyahara, T. Yoshimura, H. Mihara, T. Kurihara, K. Hirotsu and N. Esaki
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 284 号: 38 ページ: 25944-52
  • DOI: 10.1074/jbc.m109.010470
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence of phosphatidyl-D-serine in the rat cerebrum (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, H. Mihara, T. Kurihara, and N. Esaki
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 382 号: 2 ページ: 415-8
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2009.03.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serine racemase with catalytically active lysinoalanyl residue. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamauchi, M. Goto, H. Y. Wu, T. Uo, T. Yoshimura, H. Mihara, T. Kurihara, I. Miyahara, K. Hirotsu and N. Esaki
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 145 号: 4 ページ: 421-4
  • DOI: 10.1093/jb/mvp010
  • NAID: 10026301897
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible role of red blood cells in selenocysteine metabolism. T. Imai, H. Mihara (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kurihara, and N. Esaki
  • 雑誌名: Trace Nutrients Research 巻: 26 ページ: 22-25
  • URL: http://ww.jtnrs.com/sym26/26_022.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selenocysteine Is Selectively Taken Up by Red Blood Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Imai, H. Mihara, T. Kurihara,and N. Esaki
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 73 号: 12 ページ: 2746-2748
  • DOI: 10.1271/bbb.90306
  • NAID: 10027549360
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低温下で機能する酵素 (2009)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫, 江崎信芳
  • 雑誌名: 化学工学 巻: 73 ページ: 324-327
  • NAID: 10026200625
• [雑誌論文] 低温細菌における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫
  • 雑誌名: 生化学 巻: 81 ページ: 716-719
  • NAID: 10026298336
  • URL: http://www.jbsoc.or.jp/event/magazine/pdf/81-08-08.pdf
• [雑誌論文] 好冷性細菌の低温適応に関わるタンパク質とリン脂質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫, 川本純, 江崎信芳
  • 雑誌名: 生化学 巻: 81 ページ: 1072-1079
  • NAID: 10026299872
  • URL: http://www.jbsoc.or.jp/event/magazine/pdf/81-12-07.pd
• [雑誌論文] Eicosapentaenoic acid plays a beneficial role in membrane organization and cell division of a cold-adapted bacterium Shewanella livingstonensis Ac10. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto J, Kurihara T, Yamamoto K, Nagayasu M, Tani Y, Mihara H, Hosokawa M, Baba T, Sato SB, Esaki N.
  • 雑誌名: J Bacteriol. 巻: 191 ページ: 632-640
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞がセレンをタンパク質に取り込む機構の解析とその応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 栗原達夫, 三原久明, 江崎信芳
  • 雑誌名: 環境・資源保全のためのメタルバイオテクノロジー ページ: 241-246
• [学会発表] Cold-adaptation mechanism od an Antarctic psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Kawamoto
  • 学会等名: 4thinternational conference on Polar and Alpine Microbiology
  • 発表場所: Ljubljana, Slovenia
  • 年月日: 2011-09-05
• [学会発表] Cold-adaptation mechanism of a psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonesis Ac10 (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Kawamoto
  • 学会等名: MicroPerm workshop
  • 発表場所: Potsdam, Germany
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Cold-adaptation mechanism of a psychrotrophic bacterium, Shewanella livingstonesis Ac10 (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Kawamoto, Tatsuo Kurihara
  • 学会等名: MicroPerm workshop, circumpolar integration of permafrost micobiological studies
  • 発表場所: Potsdam, Germany
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] 低温誘導性ポーリンのフォールディングにおけるエイコサペンタエン酸含有リン脂質の生理的役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川本純、代先祝、佐藤智、栗原達夫、江崎信芳
  • 学会等名: 第10回極限環境微生物学会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] Eicosapentaenoic acid plays an important role in assembly of cell division machinery of an Antarctic sea bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 (2009)
  • 著者名/発表者名: Jun Kawamoto
  • 学会等名: Xth SCAR International Biology Symposium
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-07-26