Ehime University Institutional Repository

Ehime University (愛媛大学)博士(学術)thesi

Ajeng, Arum Sari

(第 5号様式)
学位論文審査の結果の要旨
氏 名 Ajeng Arum S紅 1
審 査 委 員
論 文名
Biodegradation ofPersistent Organic Pollutants (POPs) and Dyes by Fungi Screened 
from Nature 
(天然から選抜した菌による残留性有機汚染物質および染料の生分解)
審査結果の要旨
環境中に排出される様々な汚染物質による環境汚染が大きな社会問題となっている。残
留性有機汚染物質(POPs)を減少する目的で、これらの物質の生産や使用等を中止して人類や
環境を保全するためのストックホルム条約が 2004年に発効した。これら物質のいくつか
は、農薬、薬剤等として使用されている。しかし、これらの物質以外にも染料、農薬、多
環芳香族炭化水素等の環境汚染物質があり、これらの毒性を軽減ないし無毒化することは
人類や環境保全のために必要である。菌やバクテリア等によるこれらの汚染物質の生分解
は、これらの汚染物質の危険性を減少できる方法の一つである。本研究では、 天然から選
抜した菌を用いて、 2種の POPs[4グー(2ム2，トリクロロエタンー1，1・ジイノレ)ビス(クロロベン
ゼン)(DDT)、ベンタクロロベンゼン (PC)Jの分解について検討するとともに、環境中に
放出され環境汚染問題となっだいる 2種の染料の脱色(分解)について検討した。
2種の染料[レマゾーノレブリリア ント ブノレ-R(RBBR)， Reactive green 19Jおよび 2種の
有機汚染物質(DDT，PC)を指標物質として用いる分解菌選抜法により、天然からこれらを分
解できる菌を 2種 (TνersicolorU97， U80) を選抜した。まず始めに、 Tversicolor u91菌を
用いて DDTの分解について検討した。液体培養により DDT(O.lmM)を 73%分解 (40日間培
養)できることを見出した。液体培養時に DDTを添加しでも添加しなくても、培養時のグ
ルコースの消費量と菌の成長量には差異が見られなかったことから、 DDTの分解はグルコ
ースによる菌の成育ではなく、糖の消費により誘導される二次代謝であることを見出し
た。培養時に数種の物質(メディエータ一、酵素活性剤および酵素阻害剤)を添加して、
DDT分解におけるそれらの影響を調べた。その結果、 DDTの分解には、分解菌が産出する
リグニナーゼの一種、リグニンペノレオキシダーゼが関与していることを明らかにした。そ
して 、この酵素を誘導するベラトリルアリコールを培養時に添加すると、 DDT分解率が向
上するだけでなく最高 80%分解できる ことを見出した。また、 DDT分解物と して 6種の分
解物を同定し、その菌の DDT分解メカニズムを解明した。さらに、 T.versicolor U97菌を油
ヤシの実から得られる繊維 (EFB) に繁殖させた培養物を用U た液体培養およびこれらの培
養物をカラムに充填したバイオリアクターにより、それぞれ DDT(O.lmM)を 61%， 58%分解
(15 日間処理)できることを明らかにした。この培養物による分解は、菌による分解、
EFBへの吸着、 EFBによるログニン分解酵素の促進が関係していることも見出した。さら
に、土壌中の DDT(lOppm)も T.'versicolor U97菌を EFBに繁殖させた培養物により、 54%分
解(30 日間処理)できることを見出した。さらに、 DDTの分解はベラトリルアルコーノレを
添加することによりさらに向上 (63%分解)できることも見出した。
次に、 T.versicolor U80菌によるベンタクロ巴ベンゼン (PC) の分解にういて検討したO
T. versicolor U80菌および固定化菌の液体培養により、 PC(lmM)がそれぞれ 43%および 54%
分解 (40日間培養)できることを見出した。 しかじ、 PCは分解菌の成育には影響をおよぼ
さなかった。そして、分解菌による PCのイベミ謝物も同定し、その分解メカニズムを解明し
た。さらに、エチレンジアミン四酢酸 (EDTA) およびピベロニノレブトオキサイドの添加に
より、 PCの分解にリグニンベノレオキシダーゼと P-450モノオキシゲナーゼが関与している
ことを明らかにした。また、この分解菌により土壌中の PC(lOppm)が 43%.(40 日間処理)
分解できることを明らかにした。数種の物質(酵素活性剤および酵素阻害剤等)を添加し
て、 PC分解におけるぞれらの影響を調べた。その結果、リグニンペルオキシダーゼが PC
分解に関与していることを見出した。そして、ベラトリルアルコーノレの添加により、液体
中および土壌中の PCの分解は促進され、 PCの分解率はそれぞれ最高 57%および 65% (40 
日間処理)まで向上することを明らかにした。
最後に、 tνersicolorU97菌による染料の脱色(分解)について検討した。この菌の液体
培養により RBBR(100ppm)を 85%脱色 (6時間培養)出来ることを見出した。そして、この
分解菌により染料が分解されることを代謝物の HPLC分析により明らかにした。ま た、こ
の分解菌の培養日寺に数種の添加物(メディエータ一、酵素活性剤等)を添加することに よ
り、 RBBR(lOOppm)の分解は促進された (87%，72時間培養) 0 T. versicolor U97菌から調
製した固定化菌および固定化酵素により、染料(Reactivegreen 19)(100ppm)をそれぞれ
42%， 21%脱色 (72時間培養)できることも見出した。しかし、それらの培養時に数種のメ
ディエーターを添加するにより、脱色率を 2~4 倍向上できることを見出すとともに、染料
(Reactive green 19)がそれぞれ最高 88%，82%脱色できることも明らかにした。
以上から、指標物質を用いる分解菌選抜法により、天然から有機汚染物質および染料を分
解できる菌を 2種選抜し、これらの菌により 2種の POPs(DDT， PC) が分解できることを
明らかにするとともに、それらの分解に関与する酵素およびそれらの分解機構を解明し
た。また、これらの分解菌により POPsにより汚染された土壌や水が浄化できることを見出
した。さらにz分解率は培重量時にメディエータ一等を添加することにより向上できること
も明らかにしたc また、この分解菌により染料が脱色(分解)できることを明らかにする
とともに、その分解に関与する酵素も見出した。さらに、メディエーターや酵素活性剤の
添加により染料の分解率を向上できることも明らかにした。
本論文の公開審査会は 2013年 8月 3日に高知大学農学部で開催され、論文審査と質疑
応答が行われた。それに引き続いて、学位論文審査委員会を開催して審査し、審査委員全
員一致して本論文が博士(学術)の学位を授与するに値するものと判断した。


English

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