疎水性物質との相互作用に関わる環境汚染物質分解菌表層分子機構の解明とその応用

环境污染物降解菌表面与疏水性物质相互作用的分子机制阐明及其应用

• 批准号: 13031027
• 负责人: 堀 克敏
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13031027/
• 关键词: 疎水性物質; トルエン分解; Alcaligenes genospecies; TBAB; 強相関作用; 疎水性相互作用; 付着; 揮発性有機化合物

本研究では、筆者らが単離したトルエン分解菌A.genospecies Tol5と疎水性界面との強相関作用を解明するため、疎水性基質であるトルエンまたは親水性基質である乳酸のどちらかを炭素源として同菌を培養した。その結果、乳酸培養時には疎水性度が減少し、ポリウレタン担体への付着能力も失われることが明らかとなった。ところが、乳酸で培養しても担体を入れておくと、担体付着能力は失われず、疎水性も維持することがわかった。以上から、疎水性基質の取り込みメカニズムが、細胞表層の疎水性と疎水性担体への付着能力の両方に関係していることが示唆された。さらに、疎水性界面に付着した微生物細胞は、非イオン界面活性剤の添加により、固体表面から剥離させることはできなかったが、あらかじめ界面活性剤が存在すると、固体表面への付着が阻害されることが示された。そこで筆者らは、微生物細胞の付着機構として、まず微生物細胞は疎水性相互作用により固体表面に一次の弱い付着をし、続いて菌体外ポリマー(EPS)のような接着物質を分泌してより強い二次の付着を達成するという、二段階付着機構を提案した。実際、細胞表層がEPS様物質でコーティングされていることが電子顕微鏡により観察された。一方、Tol5株のトルエン分解能力は、分離源である汚泥より約10倍高いことが、分解速度実験より明らかにした。そこで担体付着能を利用してポリウレタン担体にTol5株を固定化し、パイロットスケールのTBABを構築した。これを用いてトルエンの除去性能を調べたところ、運転開始24時間以内に十分な処理性能を示した。活性汚泥等を用いる通常のTBABでは、馴致期間に数週間を要することが通常であるので、強相関作用をもつ細菌を利用することで、馴致期間の大幅な短縮が可能であることを示した。

This study で は, the author ら が 単 from し た ト ル エ ン decomposition microbes al-qeada enospecies Tol5 と 疎 water interface と の strong phase masato role を interpret す る た め, 疎 water-based matrix で あ る ト ル エ ン ま た は hydrophilic matrix で あ る lactic acid の ど ち ら か を carbon source と し て with bacteria を cultivate し た. そ の result, lactic acid culture に は 疎 water-based が reduce し, ポ リ ウ レ タ ン supporter へ の lost ability to pay the も わ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. と こ ろ が, lactic acid で cultivation し て も supporter を into れ て お く と, bear the ability to pay the lost は わ れ ず, water-based 疎 も maintain す る こ と が わ か っ た. Above か ら, 疎 water-based matrix の take り 込 み メ カ ニ ズ ム が, cell surface の 疎 water-based と 疎 water-based supporter へ の ability to pay the の struck party に masato is し て い る こ と が in stopping さ れ た. さ ら に, water-based 疎 interface に pay the し た microbial cells は, non イ オ ン interface active tonic の add に よ り, solid surface か ら stripping さ せ る こ と は で き な か っ た が, あ ら か じ め interface active tonic が exist す る と, solid surface へ の pay the が resistance against さ れ る こ と が shown さ れ た. そ こ で author ら は, microbial cells の pay the agency と し て, ま ず microbial cells は 疎 water-based interaction に よ り solid surface に a weak の い pay the を し, 続 い て bacteria in vitro ポ リ マ ー (EPS) の よ う な then material を secretion し て よ り strong い secondary の pay the を reached す る と い う, two Duan Jie pay the agency proposed を し た. Be international, cell surface が EPS others material で コ ー テ ィ ン グ さ れ て い る こ と が electronic 顕 micromirror に よ り 観 examine さ れ た. Party, Tol5 の ト ル エ ン decomposition ability は, separating source で あ る sludge よ り about 10 times as high い こ と が, decomposition rate be 験 よ り Ming ら か に し た. そ こ で supporter can pay the を using し て ポ リ ウ レ タ ン supporter に Tol5 plant を immobilized し, パ イ ロ ッ ト ス ケ ー ル の TBAB を build し た. こ れ を with い て ト ル エ ン の removal performance を べ た と こ ろ, transport planning beginning に within 24 time very な 処 can rational を shown し た. Activated sludge, etc を with い る usually の TBAB で は, XunZhi に during weeks between を to す る こ と が usually で あ る の で, strong phase masato を も つ bacteria を す る こ と で, XunZhi の な sharply during shortening が may で あ る こ と を shown し た.

项目成果

K.Hori, M.Yamaji, Y.Tanji, H.Unno: "A new device for in situ sampling of dispersion for image analysis"Meas.Sci.Technol.. 12. N1-N3 (2001)

K.Hori、M.Yamaji、Y.Tanji、H.Unno：“用于图像分析的色散原位采样的新装置”Meas.Sci.Technol.. 12. N1-N3 (2001)

K.Hori, S.Yamashita, S.Ishii, M.Kitagawa, Y.Tanji, H.Unno: "Isolation, characterization and application to off-gas treatment of toluene degrading bacteria"J.Chem.Eng.Japan. 34. 1120-1126 (2001)

K.Hori、S.Yamashita、S.Ishii、M.Kitakawa、Y.Tanji、H.Unno：“甲苯降解细菌的分离、表征及其在废气处理中的应用”J.Chem.Eng.Japan。