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芳香族化合物分解能を有する光合成生物および芳香族化合物の分解方法 新技術説明会

国内特許コード P120006773
掲載日 2012年3月1日
出願番号 特願2010-013334
公開番号 特開2011-010651
登録番号 特許第5751756号
出願日 平成22年1月25日(2010.1.25)
公開日 平成23年1月20日(2011.1.20)
登録日 平成27年5月29日(2015.5.29)
優先権データ
  • 特願2009-133311 (2009.6.2) JP
発明者
  • 木村 成伸
  • 西澤 明人
  • 菓子野 康浩
  • 福田 雅夫
出願人
  • 国立大学法人茨城大学
発明の名称 芳香族化合物分解能を有する光合成生物および芳香族化合物の分解方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】貧栄養環境下においても芳香族化合物を分解することができる生物を提供すること。
【解決手段】光合成を行い、NADPHおよび/またはNADHを生成することができる光合成生物に、NADPHおよび/またはNADH依存性の芳香族化合物変換酵素群に含まれる1または2以上のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを導入する。本発明の光合成生物では、芳香族化合物変換酵素群は、光合成を行って精製されたNADPHおよび/またはNADHを利用して芳香族化合物を分解することができる。したがって、本発明の光合成生物は、貧栄養環境下においても芳香族化合物を分解することができる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


ポリ塩化ビフェニル(以下「PCB」と略記する)は、ビフェニルの水素原子が塩素原子で置換された化合物である。PCBは、熱安定性、耐薬品性および絶縁性に優れていることから、1970年代まで熱媒体や絶縁油などの様々な用途に使用されてきた。ところが、PCBには生体毒性および生物濃縮の問題があることが判明したため、現在はPCBの製造および使用は禁止されている。特に、分子の平面性が高いコプラナーPCBは、その他のPCBよりも毒性が高いことが知られており、ダイオキシン類に分類されている。



PCBは安定性が極めて高いため、製造および使用が禁止された現在においてもPCBを分解する処理方法の開発が求められている。現在までに、保管されているPCBについては、熱分解をはじめとする様々な物理的または化学的な処理方法が開発されている。一方、環境中(例えば、土壌中)に低濃度で広く残留しているPCBについては、これらの物理的または化学的な処理方法よりも、微生物を用いたバイオレメディエーション(生物的環境浄化)が有効であると考えられている。



アシドボラクス(シュードモナス) sp.(Acidovorax (Pseudomonas) sp.)KKS102株は、PCBのバイオレメディエーションへの応用が期待されているビフェニル化合物分解細菌である。このKKS102株は、ビフェニル化合物の分解酵素群を有する(例えば、非特許文献1~4参照)。図1は、KKS102株が有するビフェニル化合物の分解酵素群を示す模式図である。図1Aに示されるように、ジオキシゲナーゼ複合体BphA1/A2によるビフェニル骨格への酸素添加反応(水酸化)をきっかけとして、PCB(ビフェニル化合物)は酸化的に分解される。図1Bに示されるように、BphA1/A2による酸素添加反応にはNADHからの電子の供給が不可欠であり、NADHの電子は、BphA4(フェレドキシン還元酵素)およびBphA3(フェレドキシン)を経由してBphA1/A2(ジオキシゲナーゼ複合体)に供給される。

産業上の利用分野


本発明は、芳香族化合物分解能を有する光合成生物、および前記光合成生物を用いた芳香族化合物の分解方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
NADPHまたはNADH由来の電子を利用してビフェニル化合物を他の化合物に変換するビフェニル化合物変換酵素群に含まれるタンパク質をコードするポリヌクレオチドが導入されているシアノバクテリアである光合成生物であって、
前記ポリヌクレオチドは、ジオキシゲナーゼサブユニットBphA1をコードするbphA1遺伝子、ジオキシゲナーゼサブユニットBphA2をコードするbphA2遺伝子、およびフェレドキシンBphA3をコードするbphA3遺伝子を有し、かつ前記BphA3を還元するフェレドキシンレダクターゼをコードする遺伝子を有しない、
光合成生物。

【請求項2】
前記bphA1遺伝子、前記bphA2遺伝子および前記bphA3遺伝子は、アシドボラクス sp.KKS102株由来の遺伝子である、請求項1に記載の光合成生物。

【請求項3】
前記ポリヌクレオチドは、ジヒドロゲナーゼBphBをコードするbphB遺伝子、環開裂ジオキシゲナーゼBphCをコードするbphC遺伝子、および加水分解酵素BphDをコードするbphD遺伝子をさらに有する、請求項1または請求項2に記載の光合成生物。

【請求項4】
前記bphB遺伝子、前記bphC遺伝子および前記bphD遺伝子は、アシドボラクス sp.KKS102株由来の遺伝子である、請求項3に記載の光合成生物。

【請求項5】
前記シアノバクテリアは、シネコシスチス sp.PCC6803株である、請求項1~4のいずれか一項に記載の光合成生物。

【請求項6】
配列番号17のプラスミドを有する、請求項2に記載の光合成生物。

【請求項7】
配列番号32のプラスミドを有する、請求項4に記載の光合成生物。

【請求項8】
請求項1~7のいずれか一項に記載の光合成生物を、ビフェニル化合物、ベンゼンおよびトルエンからなる群から選択される芳香族化合物に接触させて、前記芳香族化合物を他の化合物に変換させるステップを含む、芳香族化合物の分解方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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