ヘテロ環芳香族化合物の嫌気的分解経路の解明

• 研究課題/領域番号: 24780076
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 井上 謙吾 宮崎大学, IR推進機構, 助教 (70581304)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 鉄還元細菌 / 芳香族化合物 / ダイオキシン / 嫌気性細菌 / 環境汚染物質 / 分解微生物 / 環境浄化 / 分解系遺伝子

研究概要

ヘテロ環を有する多環芳香族化合物分解能力を持つ鉄還元細菌を取得するため、カルバゾール(CAR)、ジベンゾフラン(DF)、ジベンゾチオフェン(DT)のいずれかが唯一のエネルギー源・電子供与体、不溶性の酸化鉄(III)が唯一の電子受容体となるよう調製した培地に自然界から採取した土壌、河川底泥、下水などを植種源として添加し、嫌気条件下で集積培養を行い、CAR、DF、DT、それぞれ10、1、1株単離した。CAR分解性鉄還元菌のうち１株は、その16S rRNA配列を決定し、属種を同定したが、同じ属種の標準株はCAR分解能力を持たないことを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural Basis of the Divergent Oxygenation Reactions Catalyzed by the Rieske Nonheme Iron Oxygenase Carbazole 1,9a-Dioxygenase (2014)
  • 著者名/発表者名: Kengo Inoue, Yusuke Usami, Yuji Ashikawa, Haruko Noguchi, Takashi Umeda, Aiko Yamagami-Ashikawa, Tadafumi Horisaki, Hiromasa Uchimura, Tohru Terada, Shugo Nakamura, Kentaro Shimizu, Hiroshi Habe, Hisakazu Yamane, Zui Fujimoto and Hideaki Nojiri
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: Volume 80 号: 9 ページ: 2821-2832
  • DOI: 10.1128/aem.04000-13
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Uptake of self-secreted flavins as bound cofactors for extracellular electron transfer in Geobacter species (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Okamoto, Koichiro Saito, Kengo Inoue, Kenneth H. Nealson, Kazuhito Hashimoto, Ryuhei Nakamura
  • 雑誌名: Energy Environ. Sci. 巻: 7 号: 4 ページ: 1357-1361
  • DOI: 10.1039/c3ee43674h
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Electricity generation from cattle-manure slurries by cassette-electrode microbial fuel cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Ito T, Kawano Y, Iguchi A, Miyahara M, Suzuki Y, Watanabe K
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 116 号: 5 ページ: 610-615
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.05.011
  • NAID: 110009685213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insight into the substrate- and dioxygen-binding manner in the catalytic cycle of Rieske nonheme iron oxygen system, carbazole 1,9a-dioxygenase (2013)
  • 著者名/発表者名: Ashikawa, Y., Fujimoto, Z., Usami, Y., Inoue, K.
  • 雑誌名: BMC Structure 巻: 12巻 号: 1 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1186/1472-6807-12-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] 芳香族化合物酸素添加酵素の電子伝達システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾,梅田隆志,松澤淳,野尻秀昭
  • 雑誌名: Journal of Environmental Biotechnology 巻: 12巻 ページ: 113-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of multi-component His-Asp phosphorelay system controlling flagella and motility gene expression in Geobacter species (2012)
  • 著者名/発表者名: Ueki, T., Leang, C., Inoue, K., Lovley, D.R.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287巻 号: 14 ページ: 10958-10966
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.345041
  • 査読あり
• [雑誌論文] 芳香族化合物酸素添加酵素の電子伝達システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾，梅田隆志，松澤淳，野尻秀昭
  • 雑誌名: Journal of Environmental Biotechnology 巻: 12 ページ: 113-121
  • 査読あり
• [学会発表] 高い発電能力を有する新規Geobacter sulfurreducensの比較ゲノム解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野好裕、小椋義俊、井上謙吾
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東京(明治大学)
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 微生物による鉄還元と発電～Geobacter属細菌の細胞外電子伝達機構～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 日本微生物生態学会
  • 発表場所: 鹿児島(鹿児島大学)
  • 年月日: 2013-11-23
• [学会発表] Geobacter属細菌における細胞外電子伝達機構とその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 横浜(パシフィコ横浜)
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] Electricity generation and treatment of water-suspended cattle manure by microbial fuel cells (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, T. Ito, Y. Kawano, A. Iguchi, M. Miyahara, Y. Suzuki, K. Watanabe
  • 学会等名: 4th International Microbial Fuel Cell Conference
  • 発表場所: Cairns (Australia)
  • 年月日: 2013-09-01
• [学会発表] Geobacter sulfurreducensにおけるOmcZの修飾と分泌に関わる遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾,徳石崇宏,河野好裕,榊原陽一,水光正仁
  • 学会等名: 日本環境バイオテクノロジー学会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2013-05-31
• [学会発表] 微生物燃料電池で発電能力を有するGeobacter属細菌の単離 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河野好裕、小椋義俊、井上謙吾
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 仙台(東北大学)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] 電子と生命，そしてバイオテクノロジー (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物の電子伝達による環境汚染物質分解と発電 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 極限環境生物学会
  • 発表場所: 東京(日本大学)
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] 廃棄物処理と発電を同時に行う微生物燃料電池 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会若手の会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] 電子伝達で環境浄化とバイオエネルギー (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 日本微生物生態学会若手の会
  • 発表場所: 豊橋(豊橋技術科学大学)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 微生物燃料電池を用いた牛糞尿からの発電と微生物群集構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿宏,鈴木祥広,渡邉一哉,井上謙吾
  • 学会等名: 第49回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 微生物燃料電池の発電に関わる遺伝子に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳石崇宏,河野好裕,榊原陽一,水光正仁,井上謙吾
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 微生物燃料電池において高い発電能力を有する菌株の単離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 河野好裕,井上謙吾
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 微生物燃料電池での発電に関わるシトクロムcの機能と局在性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 微生物の電子伝達による環境汚染物質分解と発電 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 極限環境生物学会
  • 発表場所: 日本大学
• [学会発表] 電子伝達で環境浄化とバイオエネルギー (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 学会等名: 日本微生物生態学会若手の会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 招待講演
• [図書] Bioegradative Bacteria. Structure and function of aromatic-ring hydroxylating dioxygenase system, Nojiri, H., Tsuda, M., Fukuda, M., and Kamagata, Y., eds. (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 総ページ数: 358
  • 出版者: エヌ・ティー・エス出版
• [図書] 『微生物燃料電池による発電・省エネ型廃棄物・廃水処理技術最前線』「第2章牛糞を原料とする微生物燃料電池の開発」 (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, 他
  • 出版者: Springer
• [図書] Biodegradative bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue, K., Nojiri, H.
  • 出版者: Springer
• [図書] 月刊バイオインダストリー (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 『月刊バイオインダストリー』「電流生成菌の発電機構と発電に影響を与える因子」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上謙吾
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.cc.miyazaki-u.ac.jp/kinoue/top
• [備考] http://www.cc.miyazaki-u.ac.jp/kinoue/top