窒素循環に新たな1ページを加える第三の窒素ガス生成経路を担う微生物群の同定

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K15305
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 水圏生産科学
• 研究機関: 長岡工業高等専門学校
• 研究代表者: 押木 守 長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (90540865)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 窒素循環 / ヒドラジン / 窒素ガス / 嫌気性アンモニウム酸化 / ヒドロキシルアミン

研究成果の概要

微生物が窒素ガスを生成する新たな経路としてhydroxylamine disproportionation(HD)反応に注目した。嫌気性アンモニウム酸化細菌を用いてHD反応が起こりえる条件を調査したところ、pH、温度、基質濃度が影響し、特に基質濃度の影響が強いことを明らかにした。触媒酵素が非常に不安定であることが明らかになったため、HD反応をin-vivoで観察すべく、ヒドロキシルアミンに特異的に結合しうる蛍光プローブを合成し、蛍光顕微鏡を用いた観察を行った。

自由記述の分野

環境微生物学、水環境工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

窒素ガスを生成する微生物代謝経路としてこれまで脱窒および嫌気性アンモニウム酸化反応のみが知られてきたが、第三の経路としてHD反応を同定することは、地球圏での窒素代謝を理解するために必要不可欠である。本研究ではHD反応について基礎的な知見を得た。