硫黄細菌によるコンクリート腐食に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09660094
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 杉尾 剛 岡山大学, 大学院・自然科学科研究科, 教授 (20033269)
• 研究分担者: 長澤 透 岐阜大学, 工学部, 教授 (60115904)
• キーワード: Acidithiobacillus thiooxidans / Thiobacillus thiooxidans / 硫黄細菌 / コンクリート腐食 / 防菌剤 / ユビキノールオキシダーゼ

研究概要

硫黄酸化細菌が原因の下水管および下水処理施設のコンクリート腐食を防止する試薬を開発する目的で研究を進め、平成12年度は下記に示す成果を得た。
1.鉄酸化細菌Acidithiobacillus ferrooxidansのタングステンによる増殖阻害機構の解明
申請者は先に、鉄酸化細菌を腐食コンクリートより単離し、本菌もコンクリート腐食の原因菌であることとを明らかにした。タングステン酸ソーダ(W)は鉄化細菌の生育を強く阻害することから、コンンクリート腐食に対する防菌剤として使用されている。今回、A.ferrooxidans(Thio bacillus ferrooxidansの生育に対するWの阻害機構を明らかにすることを目的に研究を進め下記の点を明らかにした。A.ferrooxidansの生育は、200μMのWで完全に阻害された。休止細胞へのWの結合量は12μg/mg、結合の最適pHは3.0であった。Wは中性pHでは微生物細胞へわずかしか結合せず、中性pHで増殖するEscherichia coli及びSaccharomyces cerevisiaeに対しては、1mMでも増殖を阻害しなかった。Wの細胞膜及び、細胞膜から高度に精製したチトクローム オキシダーゼへの結合量はそれぞれ、8及191μg/mgであった。本菌の鉄酸化酵素及びチトクローム オシダーゼ活性はWによって強く阻害されることより、Wは鉄酸化酵素の重要成分であるチトクーム オキシダーゼと結合して本菌のエネギー生成を阻害するために強い生育阻害をもたらすと結論した。
2.腐食コンクリートから単離した硫黄酸化細菌Acidithiobacillus thiooxidans由来のユビキノールオキシダーゼの精製及び諸性質の検討 腐食コンクリートから単離したA.thiooxidans(Thiobacillus thiooxidans)よりユビキノールオキシダーゼをほぼ単一に精製して、本酵素がヘムaa_3を持ち、本菌の末端酸化酵素として機能していること初めて明らかにした。精製した本酵素はコンクリートに対する防菌剤して使われているニッケル及びタングステン(W)によって強く阻害されるとを示し、両阻害剤の阻害サイトの一つを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Kim Yong Ng,Kamimura,K.,and Sugio: "Production of Hydrogen Sulfide from Tetrathionate by the Iron-Oxidizing Bacterium Thiobacillus ferrooxidans NASF-1."J.Biosci.Bioeng.. 90(2). 193-198 (2000)
• [文献書誌] Kim Yong Ng,R.Sawada,R.,Inoue,S.,Kamimura,K.and Sugio,T: "Purification and Some Properties of Sulfur Reductase from the Iron-Oxidizing Bacterium Thiobacillus ferrooxidans NASF-1"J.Biosci.Bioeng.. 90(2). 199-203 (2000)
• [文献書誌] Iwahori,K.,Takeuchi,F.,Kamimura,K.and T.Sugio: "Ferrous Iron-Dependent Volatilizaton of Mercury by the Plasma Membrane of Thiobacillus ferrooxidans"Appl.Environ.Microbiol.. 66(9). 3823-3827 (2000)
• [文献書誌] Inoue,T.,Kamimura,K.and Sugio,T: "Isolation and Some Properties of a Mesophilic and Mixotrophic Iron-oxidizing Bacteium OKM-9"Biosci.Biotechnol.Biochem. 64(10). 2059-2067 (2000)
• [文献書誌] Sugio,T.,Kuwano,H.,Negishi,A,Maeda,T.,Takeuchi,F.,and Kmimura,K.: "Mechanism of growth inhibition by tungsten in Acidothiobacillus ferrooxidans"Biosci.Biotechnol.Biochem. 65(3). 555-562 (2001)
• [文献書誌] Takai,M.,Kamimura,K.,and Sugio,T.: "A new iron oxidase from a moderately thermophilic iron oxidizing bacterium strain TI-1"Eur.J.Biochem.. 268(6). 1-7 (2001)