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2008 年度 実績報告書

バクテリア活動の指標としての希土類元素パターン:原子レベルから古環境解析まで

研究課題

研究課題/領域番号 19340168
研究機関広島大学

研究代表者

高橋 嘉夫  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10304396)

キーワードバクテリア / 希土類元素 / 吸着 / 細胞壁 / バイオフィルム / リン酸基 / カルボキシル基 / 広域X線吸収微細構造
研究概要

バクテリア細胞表面での重希土類元素の濃集の原因を、X線吸収微細構造法(EXAFS法)を用いて吸着された希土類元素の局所構造から明らかにする実験に基づき解明した。希土類元素のうち、La、Nd、Sm、Gd、Ho、Tm、Yb、Luなどをバクテリア(Bacillus subtilis)、バクテリアの分画物質(ペプチドグリカン、脂質二重膜)、バクテリア細胞壁の模擬物質(リン酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、Ln樹脂)などに吸着させ、希土類元素に対する結合サイトを特定した。その結果、[希土類元素]/[結合サイト]比が小さい場合には、中希土類元素で配位数が小さなリン酸サイト(リン酸セルロースに類似)が、重希土類元素では配位数の大きなリン酸サイト(Ln樹脂に類似)が結合サイトとして重要であることが分かった。また[希土類元素]/[結合サイト]比が大きくなった場合には、いずれの希土類元素に対しても、カルボキシル基(カルボキシメチルセルロースに類似)の割合が増加することが分かった。一方、これらの傾向は、希土類元素パターンの形状の変化からも明らかであった。模擬物質であるLn樹脂への希土類元素の分配パターンは、顕著な重希土上がりのパターンを示すが、リン酸セルロースとカルボキシメチルセルロースは、中希土に極大を持つパターンを示す。バクテリアへの希土類元素の分配パターンは、[希土類元素]/[結合サイト]比が小さい揚合に重希土上がりのパターンを示したが、大きい場合には中希土に極大を持つパターンを示した。これらの傾向は、結合サイトにっいてEXAFSから得られた情報とよく一致しており、バクテリア細胞表面の多座のリン酸サイトが、顕著な重希土の濃集を示す原因であることが分かった。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Sorption of strontium onto bacteriogenic iron oxides2009

    • 著者名/発表者名
      S. Langley, et al.
    • 雑誌名

      Environ. Sci. Technol. 43

      ページ: 1008-1014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of synthetic sulphate green rust with antimony(V)2009

    • 著者名/発表者名
      S. Mitsunobu, et al.
    • 雑誌名

      Environ. Sci. Technol. 43

      ページ: 318-323

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of the difference in the distribution behavior of tellurium and selenium in a soil-water system2008

    • 著者名/発表者名
      T. Harada, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Geochim. Cosmochim. Acta 72

      ページ: 1281-1294

  • [雑誌論文] Speciation of antimony in PET bottles produced in Japan and China by x-ray absorption fine structure spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, et al.
    • 雑誌名

      Environ. Sci. Technol. 42

      ページ: 9045-9050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of transformation of calcite to gypsum in mineral aerosols by Ca K-edge x-ray absorption near-edge structure (XANES)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, et al.
    • 雑誌名

      Atmos. Environ. 26

      ページ: 6535-6561

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of complexation with humic substances on diffusion of metal ions in water.2008

    • 著者名/発表者名
      K. Furukawa, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Chemosphere 73

      ページ: 1272-1278

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Fe(III)hydroxide under various soil redox conditions by XAFS and Mossbauer spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      S. Mitsunobu, et al.
    • 雑誌名

      Chemosphere 70

      ページ: 942-947

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superiority of K-edge XANES over LIII-edge XANES in the speciation of iodine in natural soils2008

    • 著者名/発表者名
      Y. S. Shimamoto, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 24

      ページ: 405-409

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-sensitive measurement of uranium L3-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES)for the determination of the oxidation states of uranium in crustal materials2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, et al.
    • 雑誌名

      Appl. Geochem. 23

      ページ: 2452-2461

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple-scattering approach to Sn L3-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES)analyses for organic tin compounds.2008

    • 著者名/発表者名
      T. Akatsuka, et al.
    • 雑誌名

      Polyhedron 27

      ページ: 3146-3150

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strontium desorption from bacteriogenic iron oxides (BIOS) subjected to microbial Fe(III) reduction.

    • 著者名/発表者名
      S. Langley, et al.
    • 雑誌名

      Chemical Geology (in press)

    • 査読あり
  • [学会発表] 腐植物質一水酸化鉄共存系における希土類元素の固液分配2008

    • 著者名/発表者名
      山本 祐平
    • 学会等名
      2008年度日本地球化学会第55回年会
    • 発表場所
      東京大学教養学部
    • 年月日
      2008-09-19
  • [学会発表] EXAFS法によるバクテリア細胞壁への重希土類元素の濃集機構の解明2008

    • 著者名/発表者名
      山本 美香
    • 学会等名
      2008年度日本地球化学会第55回年会
    • 発表場所
      東京大学教養学部
    • 年月日
      2008-09-19
  • [学会発表] 固液界面でのセレンとテルルの表面錯体 : オキソアニオンの水溶解性や生物利用性との関係2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 嘉夫
    • 学会等名
      2008年度日本地球化学会第55回年会
    • 発表場所
      東京大学教養学部
    • 年月日
      2008-09-19
  • [学会発表] 地球化学・環境化学研究のためのXAFSの今後 : より多くの元素へ、より高い空間分解能で、EXAFSまで2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 嘉夫
    • 学会等名
      2008年度日本地球化学会第55回年会
    • 発表場所
      東京大学教養学部
    • 年月日
      2008-09-17
  • [学会発表] Binding sites of metal ions at bacterial cell surfaces studied by distribution patterns of rare earth elements and EXAFS2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 学会等名
      7th International Symposium forSubsurface Microbiology
    • 発表場所
      グランシップ(静岡)
    • 年月日
      2008-09-17
  • [図書] 環境中の腐植物質2008

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫(分担執筆)
    • 総ページ数
      291
    • 出版者
      三共出版

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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