植物を利用する環境汚染物質の分解による無毒化

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15550140
• 研究機関: 立教大学
• 研究代表者: 堀内 昭 立教大学, 理学部, 教授 (60062650)
• 研究分担者: 中村 薫 京都大学, 化学研究所, 助教授 (10101239) ; 加藤 中英 立教大学, 理学部, 講師 (00142547)
• キーワード: 環境汚染物質 / 分解と無毒化 / ラン藻(シアノバクテリア)(Synechococcus elongates PCC7942) / ナタ豆(Canavalia gladiata) / 沖縄モズク フリー盤状体(Cladosiphon okamuranus) / ムレスズメ培養細胞(Caragana chamlagu) / 源始紅藻シアニディオシゾン

研究概要

ラン藻(シアノバクテリア)(Synechococcus elongates PCC7942) 、ナタ豆(Canavalia gladiata)、マングローブ(Rhizophora slylosa)、月桃(Alpinia speciosa) および沖縄モズク フリー盤状体(Cladosiphon okamuranus)等に関し、環境ホルモン様作用を示すビスフェノールA (BPA)の分解について検討を行った。BPAに対しては、マングローブと月桃は、40ppm程度の濃度では、成長の阻害が見られた。しかしながら、ラン藻、ナタ豆および沖縄モズク フリー盤状体に対しては40ppmの濃度では顕著な分解が見られた。
PCBの分解過程の中間体として知られている4-クロロビフェニルの分解について、ラン藻、マングローブに対して検討を行ったところ、中間体として塩素が還元されたビフェニルが得られた。また、先にBPAの100ppmの濃度を完全分解することが出来たムレスズメの植物培養細胞(Caragana chamlagu)は、4-クロロビフェニルの分解にも成功した。
ラン藻(シアノバクテリア)(Synechococcus elongates PCC7942)は、カルボニル基を還元する能力を持ち、光合成により炭酸ガスを吸収し酸素を生成し、自身も増殖できるので環境の浄化が出来れば一挙両得な材料であるから、平成15年度は、研究分担者中村が既に研究を開始しているラン藻を中心に検討した。BPAに対しては、10ppmまでの濃度に対しては、90%以上の分解の結果が得られた。4-クロロビフェニルに対しては、細胞内に取込まれ減少することがわかったが、今後、詳細な検討が必要である。
分担者加藤は、ラン藻を材料として重金属特にPb,Ni,Zn,Cr等の吸着に成功した。また、PCBのモデル化合物として4-クロロフェノールの分解も試み、分解物のClイオンの追跡にも成功した。
現在、ラン藻と同じような性質を持つことが期待できる温泉藻である原始紅藻シアニディオシゾン(通称シゾン)(Cyanidioschyzon merolae)と沖縄モズク フリー盤状体(Cladosiphon okamuranus) を対象にPCBや塩素を有する環境汚染物質等の研究に取り掛かり、前者に対してはDDTの分解に効力があることを見出している。

研究成果

• [文献書誌] H.Sakamaki, K.Itoh, W.Chai, Y.Hayashida, S.Kitanaka, C.A Horiuchi: "The Biotransformation of (±)-α-ionone and β-ionone by culotured cells of Caragana chamlagu"J.Mol.Catal.B.Enzymatic. 27(4-6). 177-181 (2004)
• [文献書誌] K.Itoh, C.A.Horiuchi: "Formation of isoxazole derivatives via nitrile oxide using ammonium cerium nitrate (CAN) : A novel one-pot synthesis of 3-acetyl- and 3-benzoylisoxazole derivatives"Tetrahedron. 60(7). 1671-1681 (2004)
• [文献書誌] Wen Chai, Yumiko Hayashida, Hiroshi Sakamaki, C.Akira Horiuchi: "The Biocatalytic Oxidation of Thujopsene by Plant Cultured-cells"J.Mol.Catal.B.Enzymatic. 27(2). 55-60 (2004)
• [文献書誌] Shun-Jun Ji, Masatoshi Matsushita, C.Akira Horiuchi: "Oxidative Synthesis of α,β-Unsaturated Ketone from α-Iodo Ketone Using Peracid"Synthesis. 2004(2). 202-204 (2004)
• [文献書誌] C.Akira Horiuchi, Akihiro Takeda, Wen Chai, Shun-Jun Ji, T.Tomoyoshi Takahashi: "A novel synthesis of α-hydroxy- and α,α'-dihydroxyketone from α-iodo and α,α'-diiodo ketone using photoirradiation"Tetrahedron Lett.. 44(52). 9307-9311 (2003)
• [文献書誌] C.A.Horiuchi, T.Fukushima, N.Furuta, W.Chai, S.-J.Ji, Y.Saito, et al.: "Esterification of alkene with Cerium(IV) sulfate in carboxylic acid"J.Chem.Research (S). 2003(5). 270-272 (2003)
• [文献書誌] Ed.by W.Horspool, C.A.Horiuchi (Chapter 56): ""CRC Handbook of Organic Photochemistry & Photobiology, 2^<nd>d Edition" CRC Press LLC (2003.10), Chapter 56 ; "Photochemical Reactions of α-Halocyclic Ketones and Related Systems"."CRC Press. 56-1-56-23 (2003)