岩石中から分離した微生物の解析と利用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13875159
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今中 忠行 京都大学, 工学研究科, 教授 (30029219)
• キーワード: 新規微生物 / 界面活性剤 / Bacillus / lipase / amylase / 岩石 / バイオサーファクタント / サーファクチン

研究概要

我々は、ある特殊な粘土質の岩石を排水貯留槽に静置させることにより、本来なら起こる油水分離、油画分の固化・高粘性化を防ぐことができ、BODも減少させる、という極めて興味深い現象を発見した。油成分が貯留槽の表面にこびり付くこともなく、槽内にはほとんど水と同程度の粘性をもつ均一な溶液が得られた。この岩石は一度加えるだけで、少なくとも2年間は同じ活性を示した。岩石中の微生物スクリーニングを行ったところ、形態的に異なる14種の微生物を分離することができた。それぞれについて、油分解酵素のlipase、esterase、他の加水分解酵素であるamylase、cellulase、proteaseの活性を調べた結果、R5株は上記5つの活性全てを示した。R5株は極めて増殖速度が速く、多種類のタンパク質を大量に分泌生産していることがわかった。また、強力なバイオサーファクタント(BS)、さらに抗生物質をも生産していることが判明した。本菌を同定した結果、R5株はBacillus属の一種であった。さらに我々は優れた特性や新規構造を有するBS生産菌を同定するため、様々な岩石サンプルを採取し、BS合成菌のスクリーニングを行った。一次スクリーニングでは溶菌作用とイオン性物質の電化中和による会合を指標にBS合成菌の同定を進めた。この結果、27種の候補微生物が単離された。各々について、16S rRNA遺伝子の増幅を行い塩基配列を決定した。二次スクリーニングでは栄養寒天培地上に原油を重層することによりBS活性を検出した。B2U-3菌体由来の界面活性成分の精製・構造決定を行った。B2U-3Bの構造は代表的なBSであるsurfactinの構造と類似していた。Surfactinのアミノ酸骨格はL-Glu-L-Leu-D-Leu-L-Val-L-Asp-D-Leu-L-Leuであり、B2U-3BではValからIleへの置換が起こっていた。

研究成果

• [文献書誌] N.Rashid, J.Cornista, S.Ezaki, T.Fukui, H.Atomi, T.Imanaka: "Characterization of an archaeal cyclodextrin glucanotransferase with a novel C-terminal domain"J. Bacteriol.. 184(3). 777-784 (2002)
• [文献書誌] K.Kitano, N.Maeda, T.Fukui, H.Atomi, T.Imanaka, K.Miki: "Crystal structure of a novel-type archaeal Rubisco with pentagonal symmetry"Structure. 9(6). 473-481 (2001)
• [文献書誌] N.Rashid, Y.Shimada, S.Ezaki, H.Atomi, T.Imanaka: "A low-temperature lipase from a psychrotrophic Pseudomonas sp. KB700A"Appl. Environ. Microbiol.. 67(9). 4064-4069 (2001)
• [文献書誌] M.Nakatani, S.Ezaki, H.Atomi, T.Imanaka: "Substrate recognition and fidelity of strand joining by an archaeal DNA ligase"Eur. J. Biochem.. 269(2). 650-656 (2002)
• [文献書誌] 今中忠行, 跡見晴幸: "非光合成微生物によるCO_2固定系"ECOINDUSTRY. 7巻1号. 61-72 (2002)