含塩素有機リン酸トリエステル類の微生物分解に必須な新規分解酵素とその遺伝子の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20310039
• 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: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 解良 芳夫 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (00137168)
• 研究分担者: 高橋 祥司 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (90324011)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 環境保全技術 / 難分解性有害物 / 含塩素有機リン酸トリエステル類 / 新規分解微生物 / 新規分解酵素(ホスホトリエステラーゼ) / 遺伝子クローニング / 遺伝子発現 / 遺伝子破遺伝子破壊株

研究概要

Tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phosphate(以下TDCPP)やTris(2-chloroethyl) phosphate(以下TCEP)などの塩素を含む有機リン酸トリエステル類は、難分解性で蓄積性があり、種々の毒性を有する。本研究では、我々が世界で初めて単離に成功した含塩素有機リン酸トリエステル類の分解菌Sphingomonas sp. TDK1とSphingobium sp. TCM1に存在する新規分解酵素を単離・精製し、酵素学的特徴を解析した結果、両酵素は3つのリン酸エステル結合のうち、一つのエステル結合だけを加水分解する新規ホスホトリエステラーゼであることを明らかにした。また、TDK1株とTCM1株の当該酵素遺伝子を取得し、解析した結果、両株の当該酵素遺伝子の塩基配列は互いに極めて高い同一性を示したが、既存のホスホトリエステラーゼとの同一性は著しく低く、両酵素は全く新しい酵素であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Complete detoxification of tris(2-chloroethyl) phosphate by two bacterial strains : Sphingobium sp. strain TCM1 and Xanthobacter autotrophicus strain GJ10 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shouji Takahashi, Kaneharu Miura, Katsumasa Abe, and Yoshio Kera
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: (印刷中)
  • DOI: DOI:10.1016/j.jbiosc.2012.04.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete detoxification of tris(1, 3-di chloro-2-propyl) phosphate by mixed two bacteria, Sphingobium sp. strain TCM1 and Arthrobacter sp. strain PY1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shouji Takahashi, Yuki Obana, Shohei Okada, Katsumasa Abe, and Yoshio Kera
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 113 ページ: 79-83
  • DOI: DOI:10.1016/j.jbiosc.2011.08.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and identification of persistent chlorinated organophosphorus flame retardants-degrading bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: Shouji Takahashi, Ikuko Satake, Isao Konuma, Koji Kawashima, Manami Kawasaki, Shingo Mori, Jun Morino, Junich Mori, Hongde Xu, Katumasa Abe, Ryo-hei Yamada, and Yoshio Kera
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 76 ページ: 5292-5296
  • DOI: DOI:10.1128/AEM.00506-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enrichment and characterization of chlorinated organophosphate esters-degrading mixed bacterial cultures (2008)
  • 著者名/発表者名: Shouji Takahashi, Koji Kawashima, Manami Kawasaki, Jun Kamito, Yusuke Endo, Kumiko Akatsu, Sadatoshi Horino, Ryo-hei Yamada, and Yoshio Kera
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 106 ページ: 27-32
  • DOI: DOI:10.1263./jbb.106.27
  • 査読あり
• [学会発表] Characterization of a haloalkylphosphorus hydrolase from Sphingobium sp. strain TCM1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryousuke Majima, Takahiro Kabasawa, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: The 1st international GIGAKU conference in Nagaoka
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology(長岡市)
  • 年月日: 2012-02-04
• [学会発表] Properties of a haloalkylphosphorus hydrolase from Sphingomonas sp. strain TDK1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazunobu Kawakami, Toyokazu Kobayashi, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: The 1st international GIGAKU conference in Nagaoka
  • 発表場所: NagaokaUniversity of Technology(長岡市)
  • 年月日: 2012-02-04
• [学会発表] Sphingomonas sp. TDK1ハロアルキルリン酸加水分解酵素遺伝子破壊株の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川上和延・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学・小金井キャンパス(小金井市)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] 難分解性難燃剤リン酸トリス(2-クロロエチル)の微生物分解による無害化の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋祥司・三浦兼晴・阿部勝正・解良芳夫
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学・小金井キャンパス(小金井市)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Sphingobium sp. TCM1株ハロアルキルリン酸加水分解酵素遺伝子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 間島亮介・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学・小金井キャンパス(小金井市)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Sphingobium sp. TCM1ハロアルキルリン酸加水分解酵素遺伝子破壊株の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部勝正・間島亮介・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都市)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Sphingobium sp. TCM1株有機リン酸加水分解酵素遺伝子のクローニングと大腸菌における発現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋祐樹・間島亮介・吉田知史・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第83回日本生化学会大会・第33回日本分子生物学会年会(BMB2010)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Sphingomonas sp. TDK1株tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phosphate分解酵素遺伝子のクローニングと大腸菌における発現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田裕里恵・川上和延・鈴木雄斗・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第83回日本生化学会大会・第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 微生物を用いた含塩素有機リン系難燃剤無害化処理の基礎的検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三浦兼晴・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第28回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • 発表場所: ハイブ長岡(長岡市)
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Sphingomonas sp. TDK1株有機リン酸加水分解酵素遺伝子破壊株の構築と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川上和延・小林豊和・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第29回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • 発表場所: ハイブ長岡(長岡市)
  • 年月日: 2010-11-22
• [学会発表] Properties of a novel phosphotriesterase from Sphingomonas sp. strain TDK1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazunobu Kawakami, Yurie Yamada, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: 17th Asian Symposium on Ecotechnology
  • 発表場所: UnazukiInternational Hall "Selene"(黒部市)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] Purification and characterization of an organophosphorus hydrolase from Sphingobium sp. strain TCM1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryousuke Majima, Yuki Takahashi, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: 17th Asian Symposium on Ecotechnology
  • 発表場所: Unazuki International Hall "Selene"(黒部市)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] Sphingobium sp. TCM1株新規ホスホトリエステラーゼ遺伝子のクローニング (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部勝正・高橋祐樹・山田裕里恵・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会大会
  • 発表場所: ワールドコンベンションセンター・サミット(宮崎市)
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] ハロアルキル基含有有機リン酸トリエステルを分解する新規ホスホトリエステラーゼ遺伝子のクローニング (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部勝正・鈴木雄斗・山田裕里恵・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京大学駒場Iキャンパス(東京)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] ハロアルキル基含有有機リン酸トリエステルを分解する新規ホスホトリエステラーゼの機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部勝正・森淳一・鈴木雄斗・山田裕里恵・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Sphingomonas sp. TDK1株tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phoshate分解酵素の諸特性解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雄斗・山田裕里恵・森淳一・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] Sphingobium sp. TCM1株tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phoshate分解酵素の諸特性解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田知史・高橋祐樹・土井由佳・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] 難分解性難燃剤リン酸トリス(1, 3-ジクロロ-2-プロピル)の微生物的無害化処理の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋祥司・尾花友規・岡田庄平・阿部勝正・解良芳夫
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] 含塩素有機リン酸トリエステル分解菌の単離とその初発分解酵素の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部勝正・土居由佳・吉田知史・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、マリンメッセ福岡(福岡市)
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Function of tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phosphate-degrading bacterium Sphingomonas sp. strain TDK1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuto Suzuki, Jun-ichi Mori, Yuka Doi, Satoshi Yoshida, Yuki Obana, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: The International Symposium on "Green Technology for Global Carbon Cycle in Asia"
  • 発表場所: 長岡市、長岡技術科学大学(長岡市)
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] Characterization of tris(2-chloroethyl) phosphate-degrading bacterium Sphingobium sp. TCM1 and purification of the degrading Enzyme (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yoshida, Yuka Doi, Jun-ichi Mori, Yuto Suzuki, Yuki Obana, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: The International Symposium on "Green Technology for Global Carbon Cycle in Asia"
  • 発表場所: 長岡技術科学大学(長岡市)
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] Isolation of tris(2-chloroethyl) phosphate-degrading bacteria (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuka Doi, Satoshi Yoshida, Jun-ichi Mori, Yuto Suzuki, Yuki Obana, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: The International Symposium on "Green Technology for Global Carbon Cycle in Asia"
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology(長岡市)
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] Characterization of tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phosphatedegrading enzyme from Sphingomonas sp. TDK1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Mori, Yuto Suzuki, Yuka Doi, Satoshi Yoshida, Yuki Obana, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: The International Symposium on "Green Technology for Global Carbon Cyclein Asia"
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology(長岡市)
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] Characterization of tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phosphate-degrading bacterium Sphingomonas sp. strain TDK1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuto Suzuki, Jun-ichi Mori, Yuka Doi, Satoshi Yoshida, Tomoki Obana, Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: 15th Asian Symposium on Ecotechnology
  • 発表場所: 石川県地場産業振興センター(金沢市)
  • 年月日: 2008-10-19
• [学会発表] Tris(2-chloroethyl) phosphate-degrading characteristics of Sphingobium sp. TCM1 and purification of the degrading enzyme (2008)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yoshida, Yuka Doi, Jun-ichiMori, Yuto Suzuki, Tomoki Obana, KatsumasaAbe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 学会等名: 15th Asian Symposium on Ecotechnology
  • 発表場所: 石川県地場産業振興センター(金沢市)
  • 年月日: 2008-10-19
• [学会発表] Sphingobium sp. TCM1株tris(2-chloroethyl) phosphate分解酵素の精製と特性解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 土居由佳・吉田知史・森慎吾・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第60回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東北学院大学土樋キャンパス(仙台市)
  • 年月日: 2008-09-28
• [学会発表] Sphingomonas sp. TDK1株tris(1, 3-dichloro-2-propyl) phosphate分解酵素の誘導発現と精製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森淳一・鈴木雄斗・盛野淳・阿部勝正・高橋祥司・解良芳夫
  • 学会等名: 第60回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東北学院大学土樋キャンパス(仙台市)
  • 年月日: 2008-09-28
• [図書] Caister Academic Press, Norfolk, Microbial Bioremediation of Non-metals (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsumasa Abe, Shouji Takahashi, and Yoshio Kera
  • 総ページ数: 45-54
  • 出版者: Current Research(Ed., Koukkou, A.-I.)