糸状体ラン藻の重金属耐性機構の解明と有害重金属固定除去に関する基礎的研究

阐明丝状蓝藻重金属耐受机制及固定去除有害重金属的基础研究

• 批准号: 10878087
• 负责人: 中島 進
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10878087/
• 关键词: 糸状体ラン藻; 重金属耐性; 重金属結合タンパク質; ゲルロ過クロマトグラフィー; イオン交換クロマトグラフィー; アミノ酸配列; 水圏環境; 重金属固定除去; クロマトグラフィー; 質量分析; 電気泳動; 重金属耐性機構; 重金属固定

本研究は、糸状体ラン藻と重金属との関わり合いを研究して、重金属耐性を有するラン藻を用いて水中の有害重金属イオンを除去する技術開発を目指して基礎的研究を行うものである。すなわち糸状体ラン藻を用いて、各種重金属イオンを添加して、培養実験を行い、ラン藻に及ぼす影響を検討した。またラン藻の細胞に吸着あるいは吸収された重金属量を調べた。本年度の研究においては、重金属イオンに対して耐性を示す糸状体ラン藻を用いて、ラン藻を含む培地にカドミウムを添加して培養し、細胞を集め、超音波により細胞破砕した後、超遠心分離を行い、さらに上清を熱処理した。遠心分離後、上澄液をゲルろ過並びにイオン交換クロマトグラフィーを用いて精製を行った。カドミウムを含むフラクションを集めてSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけたところ、単一バンドになるまでに精製されていることが認められた。さらに逆相液体クロマトグラフィーを行ってアポタンパク質を得て、質量分析法により分子量を測定したところ約5,500であることが判明した。さらにアミノ酸配列を分析したところ、システインを多く含むメタロチオネインタンパク質であることが判明した。こうして糸状体ラン藻はカドミウムに暴露されると、細胞内に取り込まれたカドミウムイオンと結合するメタロチオネインを生成して、カとミウムに対する耐性を示すことが示唆された。また銅や亜鉛についても同様に検討を行い、本細胞は多量の重金属を集積することが判明した。本研究の結果から糸状体ラン藻における重金属イオンの集積・耐性機構の一端が明らかとなり、マットを作り易い糸状体ラン藻を用いて、水中の重金属を細胞に固定除去することが可能であることが判明した。

This study is aimed at studying the relationship between algae and heavy metals, and the development of techniques for the removal of harmful heavy metals from water by algae. The effects of various heavy metal additives on the growth and development of algae were discussed. The amount of heavy metals absorbed by algae cells was adjusted. This year's research includes heavy metal treatment, algae application, algae culture, cell culture, ultrasonic treatment, cell disruption, and supernatant heat treatment. After the separation, the supernatant solution was purified and purified. The list contains the following information: SDS-Polystyrene, SDS-Polystyrene, SDS-Polystyrene and SDS-Polystyrene. The molecular weight of the reverse-phase liquid was determined by mass spectrometry. The analysis of the acid sequence is based on the analysis of the acid sequence. This is an indication of the resistance of the organism to exposure, intracellular selection, and binding. In the process of investigation, it was found that there was a large amount of heavy metal accumulation in our cells. The results of this study show that one end of the accumulation and tolerance mechanism of heavy metals in algae can be easily removed by cell fixation in algae and water.