2019 年度研究成果報告書

環境浄化を担う嫌気性微生物のエネルギー源となる還元型固体腐植物質の生成・維持機構

研究課題

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研究課題/領域番号	17H01899
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	環境モデリング・保全修復技術
研究機関	名古屋大学
研究代表者	片山新太名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60185808)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	固体腐植ヒューミン / 細胞外電子伝達 / 化学構造解析 / 嫌気性微生物 / 最終電子受容体
研究成果の概要	環境浄化で重要な嫌気性微生物の還元反応に対しエネルギー源として働く還元型固体腐植の生成維持機構の解明を目指し、固体腐植ヒューミン（酸アルカリに不溶の腐植物質）に含まれる酸化還元構造と、電気化学特性、および固体腐植ヒューミンを還元する嫌気性微生物群を調べた。電子供与能の異なる固体腐植ヒューミンにおける各種スペクトルの比較解析から、細胞外電子伝達へのペプチドグリカン構造の関与が示唆された。電気化学インピーダンス法による電気化学特性解析は微生物代謝の傾向とは一致するが、特性値は異なった。固体腐植ヒューミンの還元が見られる系で嫌気性微生物群は、その9割以上がClostridiales目に属した。
自由記述の分野	環境生物工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	土壌や底質に広く存在する腐植物質、特にその中でもかなりの割合を占める有機無機複合体である固体腐植ヒューミンが、嫌気性微生物に対して電気的エネルギー源として機能する機構の解析は、これまで不明であったエネルギー欠乏条件の自然環境の中で生残する微生物戦略の解明につながると同時に、それを利用して環境中で得られる小電力を利用した自立分散型の環境浄化システムの構築の端緒にもつながるものとして期待される。