Establishment of bacterial bisphenol S mineralization system involved in a novel reaction by nonylphenol monooxygenase

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本研究は、工業的に重要でありながら、内分泌撹乱作用が疑われる、ビスフェノールS（BPS）の迅速な生物分解系を構築するために、BPSを分解できるノニルフェノール（NP）酸化酵素の遺伝子（nmoA）と同酵素の分解で生成する中間体、ハイドロキノン（HQ）、フェノールスルホン酸（PS）及びハイドロキノンスルホン酸（HQS）に対する分解遺伝子や分解菌を組み合わせて完全分解系を構築することを目的としている。HQ分解菌Pseudomonas putida TSN1株にnmoAを導入し、BPSを分解させたところ、BPSは効率よく分解され、HQは蓄積しなかったが、PS及びHQSを中間体として蓄積した。これに、PS分解菌Cupriavidus sp. PSY7株及びHQS分解菌Delftia sp. HQS1株を用いてさらに分解させたところ、これら中間体が完全に消失した。以上の結果から、３つの菌株を用いてBPSの人工分解系の構築が可能であることを示せた。一方、Delftia sp. HQS1株は、HQSに加え、PSも分解できることがわかったため、受容菌としてその詳細をさらに検討した。ゲノム解析の情報から、両者の初期分解に関わる遺伝子を同定し、組換え大腸菌及び遺伝子破壊株でその機能の実証を行った。これらの菌株の固定化菌を用いた人工BPS分解系を構築する予定であったが、令和３年度に、BPSを単一炭素源として資化できる真菌Exophiala sp. BPS1株が分離できたことから、固定化菌を含め、本菌株のBPS分解を先に検討した。この菌株は120mg/LのBPSをほぼ2週間で分解し、理論炭素量の73％の溶存炭素量の減少と理論硫黄量の55％の硫酸イオンの生成を認めた。さらに、この菌株の菌体をアルギン酸で固定化したところ、800mg/LのBPSをわずか48hで分解できることが明らかとなった。