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

• 研究課題/領域番号: 21686050
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 木村 克輝 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10292054)
• 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: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2011年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2010年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2009年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: 下水処理 / 膜処理 / 膜分離活性汚泥法 / 膜ファウリング / タンパク質 / MBR / 2D-PAGE / 代謝産物 / 原子間力顕微鏡

研究概要

本研究では、実都市下水を処理するMBRにおいて膜ファウリングに関与しているタンパク質の詳細な構造解析を試みた。閉塞膜より抽出した試料の前処理方法を検討し、二次元電気泳動によるファウリングタンパク質の分離に成功した。分子量と等電点に基づき分離したファウリングタンパク質のアミノ酸配列解析により、Pseudomonas属に属する細菌の外膜タンパク質がMBRにおける膜ファウリングに深く関与していることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Characteristics of foulants in air-sparged side-stream tubular membranes used in a municipal wastewater membrane bioreactor (2012)
  • 著者名/発表者名: Hoque, A., Kimura, K., Miyoshi, T., Yamato, N., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Separation and Purification Technology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance of Membrane Bio-reactor Equipped with Air-sparged Side-stream Tubular Membrane : Treatment Efficiency and Membrane Fouling (2012)
  • 著者名/発表者名: Hoque, A., Miyoshi, T., Kimura, K., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Separation Science and Technology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of proteins involved in membrane fouling in membrane bioreactors(MBRs) treating municipal wastewater : the application of metaproteomic analyses (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, T., Aizawa, T., Kimura, K., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Desalination and Water Treatment 巻: Vol.34(1-3) ページ: 150-155
  • NAID: 120005228167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of proteins involved in membrane fouling in membrane bioreactors (MBRs) treating municipal wastewater : the application of metaproteomic analyses (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, T., Aizawa, T., Kimura, K., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Desalination and Water Treatment 巻: 34(1-3) 号: 1-3 ページ: 150-155
  • DOI: 10.5004/dwt.2011.2894
  • NAID: 120005228167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fouling potentials of polysaccharides in membrane bioreactors (MBAs) assessed by lectin affinity chromatography (2010)
  • 著者名/発表者名: Taro Miyoshi, et al.
  • 雑誌名: Water Science and Technology 巻: 61 ページ: 1787-1792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of membrane properties on physically reversible and irreversible fouling in membrane bioreactors (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoo Tsuyuhara, et al.
  • 雑誌名: Water Science and Technology 巻: 61 ページ: 2235-2240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Membrane fouling in nanofiltration/reverse osmosis membranes coupled with a membrane bioreactor used for municipal wastewater treatment (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoko Ogawa, et al.
  • 雑誌名: Desalination and Water Treatment 巻: 18 ページ: 292-296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal variation in membrane fouling in membrane bioreactors(MBRs)treating municipal wastewater (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, T., Tsuyuhara, T., Ogyu, R., Kimura, K., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Water Research 43 ページ: 5109-5118
  • NAID: 120001909643
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水温の異なる時期における多糖類のファウリングポテンシャルの変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好太郎、田中一平、木村克輝、渡辺義公
  • 雑誌名: 環境工学研究論文集 46 ページ: 645-652
  • 査読あり
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 安井信人、三好太郎、木村克輝、大和信大、渡辺義公
  • 学会等名: 第46回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 東洋大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 栗田宗大、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第46回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 東洋大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 田村尚也、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第46回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 東洋大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 安井信人、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第48回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 大同大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 担体投入に伴うMBRの運転効率の改善 (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗田宗大、三好太郎、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第48回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 大同大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 三好太郎、相沢智康、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 土木学会第66回年次学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学(松山市)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Characteristics of proteins involved in membrane fouling in membrane bioreactors (MBRs) treating municipal wastewater : the application of metaproteomic analyses (2010)
  • 著者名/発表者名: Taro Miyoshi, et al.
  • 学会等名: AMS6
  • 発表場所: Hilton Sydney、Sydney, Australia
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] 膜分離活性汚泥法において膜ファウリングに関与しているタンパク質の構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三好太郎, 他
  • 学会等名: 第47回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 高知大学、高知
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] Effect of hydraulic condition on membrane fouling in airlift side-stream membrane bioreactor (2010)
  • 著者名/発表者名: Asiful Hoque, et al.
  • 学会等名: MDIW2010
  • 発表場所: Rica Nidelven Hotel Trondheim, Norway
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Metaproteomic analysis of proteins causing physically irreversible fouling in membrane bioreactors (MBRs) (2010)
  • 著者名/発表者名: Taro Miyoshi, et al.
  • 学会等名: MDIW2010
  • 発表場所: Rica Nidelven Hotel Trondheim, Norway
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] 膜分離活性汚泥法(MBR)において膜ファウリングに関与しているタンパク質のプロテオーム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三好太郎、木村克輝、相沢智康、渡辺義公
  • 学会等名: 第44回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 福岡大学、福岡
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] Fouling potentials of polysaccharides in MBRs assessed by lectin affinity chromatography (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, T., Tanaka, T., Tsuyuhara, T., Watanabe, E., Aizawa, T., Kimura, K., Watanabe, Y.
  • 学会等名: IWA Membrane Technology Conference & Exhibition 2009
  • 発表場所: 北京中国
  • 年月日: 2009-09-02