JP2009220007A - Compound for controlling growth of bacteria and application thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for treating wastewater by finding a factor, which directly affects denitrification, and utilizing the factor. <P>SOLUTION: A trivalent iron ion is a factor that promotes the growth of denitrifying bacteria and directly affects denitrification. An apparatus 100 for treating wastewater is characterized by comprising a denitrification tank 10 that reduces nitric acid ions and/or nitrous acid ions with denitrifying bacteria to nitrous oxide and/or nitrogen, and a growth promotor supply means 20 for supplying a denitrifying bacteria growth promotor comprising trivalent iron ions into the denitrification tank. The denitrifying bacteria activated by the trivalent iron ions can efficiently reduce nitric acid ions and/or nitrous acid ions to nitrous oxide and/or nitrogen. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、細菌の増殖を制御する化合物及びその応用に関する。より詳細には、本発明は、脱窒菌の増殖促進剤並びにそれを利用した排水処理装置及び排水処理方法に関する。さらに、本発明は抗菌剤に関する。   The present invention relates to compounds that control bacterial growth and applications thereof. More specifically, the present invention relates to a growth promoting agent for denitrifying bacteria, a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method using the same. Furthermore, the present invention relates to an antibacterial agent.

ある種の細菌は、硝酸イオン(NO )や亜硝酸イオン(NO )を還元して窒素(N)や亜酸化窒素(NO)を放出し、ATPを合成する硝酸呼吸を行う。このような細菌を脱窒菌といい、このような過程を脱窒という。より具体的には、NO →NO →NO→NO→Nの経路で硝酸イオンは窒素まで還元され、各段階においてそれぞれ硝酸還元酵素(NAR)、亜硝酸還元酵素(NIR)、一酸化窒素還元酵素(NOR)及び亜酸化窒素還元酵素(NOS)が関与している。代表的な脱窒菌として緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)が挙げられる。 Certain bacteria reduce nitrate ions (NO 3 ) and nitrite ions (NO 2 ) to release nitrogen (N 2 ) and nitrous oxide (N 2 O), and nitrate respiration that synthesizes ATP. I do. Such bacteria are called denitrifying bacteria, and this process is called denitrifying. More specifically, nitrate ions are reduced to nitrogen through a route of NO 3 → NO 2 → NO → N 2 O → N 2 , and nitrate reductase (NAR) and nitrite reductase (NIR) are respectively used in each stage. ), Nitric oxide reductase (NOR) and nitrous oxide reductase (NOS) are involved. A typical denitrifying bacterium is Pseudomonas aeruginosa.

脱窒菌の脱窒は環境工学分野において重要な意義を有しており、脱窒菌を利用した脱窒方法が開発され排水処理に応用されている(特許文献1等)。脱窒の処理効率の向上を目的として様々な工夫がなされており、脱窒槽に水素ガスを吹き込む方法(特許文献1等)や脱窒槽のpHを制御する方法(特許文献2等)が検討されている。   Denitrification of denitrifying bacteria has important significance in the field of environmental engineering, and a denitrifying method using denitrifying bacteria has been developed and applied to wastewater treatment (Patent Document 1, etc.). Various devices have been devised for the purpose of improving the treatment efficiency of denitrification, and methods for blowing hydrogen gas into the denitrification tank (Patent Document 1, etc.) and methods for controlling the pH of the denitrification tank (Patent Document 2, etc.) have been studied. ing.

一方、緑膿菌は病原性が低いため健常者に感染することは少ないが、加齢、疾患、薬物投与等により免疫力が低下した人に感染して日和見感染の原因菌となることが多い。緑膿菌は抗菌剤に対して強い抵抗性を有しているため多剤耐性緑膿菌が出現し、緑膿菌感染症の治療は困難となる。そこで、緑膿菌等の日和見病原体に対する様々な抗菌剤が開発されている(特許文献3等)。   Pseudomonas aeruginosa, on the other hand, is less likely to infect healthy individuals due to its low pathogenicity, but it is often the cause of opportunistic infections by infecting people with reduced immunity due to aging, disease, drug administration . Since Pseudomonas aeruginosa has a strong resistance to antibacterial agents, multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa appears, making it difficult to treat Pseudomonas aeruginosa infections. Therefore, various antibacterial agents against opportunistic pathogens such as Pseudomonas aeruginosa have been developed (Patent Document 3 etc.).

特開平05−317881号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-317881 特開2000−288583号公報JP 2000-285883 A 特開2006−273796号公報JP 2006-273796 A 特開2003−1292号公報JP 2003-1292 A

既存の脱窒の処理効率を向上させる方法は、脱窒菌の生育環境を単に最適化するものに過ぎず、脱窒菌の脱窒に直接影響を及ぼすものではなかった。脱窒に直接影響を及ぼすことができれば、脱窒の効率を劇的に向上させることができると考えられる。したがって、本発明は、脱窒に直接影響を及ぼす因子を見出すことを目的とし、それを利用した排水処理装置及び排水処理方法を提供することを目的とする。   The existing method for improving the denitrification treatment efficiency is merely to optimize the growth environment of the denitrification bacteria and does not directly affect the denitrification of the denitrification bacteria. If denitrification can be directly affected, it is thought that the efficiency of denitrification can be dramatically improved. Therefore, an object of the present invention is to find a factor that directly affects denitrification, and to provide a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method using the factor.

また、抗菌剤を使用する限り必ずそれに対する耐性菌は出現するため、根本的な解決には至らない。しかし、脱窒(すなわち硝酸呼吸)に直接影響を及ぼすことができる抗菌剤であれば耐性菌は生じ難いと考えられる。したがって、本発明は、脱窒に直接影響を及ぼす因子を見出すことを目的とし、それを利用した抗菌剤を提供することを目的とする。   In addition, as long as an antibacterial agent is used, resistant bacteria to it always appear, so it does not lead to a fundamental solution. However, it is considered that resistant bacteria are unlikely to occur if the antibacterial agent can directly affect denitrification (ie, nitrate respiration). Therefore, an object of the present invention is to find a factor that directly affects denitrification, and to provide an antibacterial agent using the factor.

本発明者らは、鋭意検討を進めた結果、2−ヘプチル−3−ヒドロキシ−4−キノロン(Pseudomonas−Quinolone−Signal:PQSとも言う)が脱窒を抑制することを明らかにした。また、2−ヘプチル−3−ヒドロキシ−4−キノロンの脱窒抑制作用はキレート活性によるものであることを明らかにし、他のキレート剤も脱窒を抑制することを明らかにした。さらに、三価の鉄イオンの添加が脱窒を促進することも明らかにした。本発明者らは、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。   As a result of diligent studies, the present inventors have clarified that 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone (also referred to as PQS) is also capable of suppressing denitrification. It was also clarified that the denitrification inhibitory action of 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone was due to chelating activity, and that other chelating agents also suppressed denitrification. Furthermore, it was clarified that the addition of trivalent iron ions promotes denitrification. Based on these findings, the inventors have completed the present invention.

本発明の脱窒菌の増殖促進剤は、三価の鉄イオンからなることを特徴とする。本発明の脱窒菌の増殖促進剤は、脱窒菌の脱窒活性を向上させ、脱窒菌を増殖させることが可能である。したがって、脱窒の処理効率を向上させることができ、排水処理方法及び排水処理装置に利用することが可能である。なお、特許文献4には、二価の鉄イオンを増殖促進剤として利用する脱窒方法が開示されている。しかしながら、三価の鉄イオンに関して何も言及されておらず、また二価の鉄イオンを単独で使用した場合の増殖促進効果は微々たるものでしかない(特許文献4の実施例12)。   The growth promoting agent for denitrifying bacteria of the present invention is characterized by comprising trivalent iron ions. The growth promoting agent for denitrifying bacteria of the present invention can improve the denitrifying activity of the denitrifying bacteria and grow the denitrifying bacteria. Therefore, the treatment efficiency of denitrification can be improved, and it can be used for a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus. Note that Patent Document 4 discloses a denitrification method using divalent iron ions as a growth promoter. However, nothing is mentioned regarding trivalent iron ions, and the growth promoting effect when divalent iron ions are used alone is insignificant (Example 12 of Patent Document 4).

本発明の第1の排水処理装置は、硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を脱窒する排水処理装置において、導入された排水中の硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを脱窒菌により亜酸化窒素及び/又は窒素に還元処理する脱窒槽と、前記脱窒槽内に三価の鉄イオンからなる脱窒菌の増殖促進剤を供給する増殖促進剤供給手段とを備えることを特徴とする。また、本発明の第1の排水処理方法は、硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を、脱窒槽内において脱窒菌により前記硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを亜酸化窒素及び/又は窒素に還元することで処理する排水処理方法において、三価の鉄イオンからなる脱窒菌の増殖促進剤の存在下で前記脱窒菌を前記脱窒槽内で増殖させることを特徴とする。本発明の排水処理装置及び排水処理方法は、本発明の脱窒菌の増殖促進剤を利用したものであり、効率よく脱窒を行うことが可能である。   The first waste water treatment apparatus of the present invention is a waste water treatment apparatus for denitrifying waste water containing nitrate ions and / or nitrite ions, and the nitrate ions and / or nitrite ions in the introduced waste water are removed by denitrifying bacteria. The denitrification tank which carries out reduction treatment to nitrous oxide and / or nitrogen, and the proliferation promoter supply means which supplies the proliferation promoter of the denitrifying bacteria which consists of a trivalent iron ion in the said denitrification tank are provided. In the first wastewater treatment method of the present invention, wastewater containing nitrate ions and / or nitrite ions is treated with nitrous oxide and / or nitrite ions and / or nitrite ions by denitrifying bacteria in a denitrification tank. In the wastewater treatment method of treating by reducing to nitrogen, the denitrifying bacteria are grown in the denitrifying tank in the presence of a growth promoting agent for denitrifying bacteria comprising trivalent iron ions. The waste water treatment apparatus and waste water treatment method of the present invention utilize the growth promoting agent for denitrifying bacteria of the present invention, and can efficiently perform denitrification.

本発明の第2の排水処理装置は、硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を脱窒する排水処理装置において、導入された排水中の硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを脱窒菌により亜酸化窒素及び/又は窒素に還元処理する脱窒槽と、前記脱窒槽内に三価の鉄イオンのキレート剤を供給する三価の鉄イオンのキレート剤供給手段とを備えることを特徴とする。また、本発明の第2の排水処理方法は、硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を、脱窒槽内において脱窒菌により前記硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを亜酸化窒素及び/又は窒素に還元することで処理する排水処理方法において、三価の鉄イオンのキレート剤の存在下で前記脱窒菌を前記脱窒槽内で増殖させることを特徴とする。三価の鉄イオンのキレート剤(特に、2,2’−ビピリジル)は、脱窒菌の脱窒におけるN産生量を減少させずに、NO産生量を減少させる効果を有する。NOはCOの約300倍の温室効果を有しており、京都議定書において排出規制の対象となっている。地球温暖化防止の観点から、排水処理におけるNOの排出量を減少させることは非常に重要な意義がある。 The second wastewater treatment apparatus of the present invention is a wastewater treatment apparatus that denitrifies wastewater containing nitrate ions and / or nitrite ions, and the nitrate ions and / or nitrite ions in the introduced wastewater are removed by denitrifying bacteria. A denitrification tank that performs reduction treatment to nitrous oxide and / or nitrogen, and a trivalent iron ion chelating agent supply unit that supplies a trivalent iron ion chelating agent to the denitrification tank are provided. In the second wastewater treatment method of the present invention, wastewater containing nitrate ions and / or nitrite ions is treated with nitrite and / or nitrite ions and / or nitrite ions by denitrifying bacteria in a denitrification tank. In the wastewater treatment method for treating by reducing to nitrogen, the denitrifying bacteria are grown in the denitrifying tank in the presence of a chelating agent of trivalent iron ions. The trivalent iron ion chelating agent (particularly 2,2′-bipyridyl) has the effect of reducing the N 2 O production amount without reducing the N 2 production amount in the denitrification of the denitrifying bacteria. N 2 O has a greenhouse effect that is approximately 300 times that of CO 2 and is subject to emission regulations under the Kyoto Protocol. From the viewpoint of preventing global warming, it is very important to reduce N 2 O emissions in wastewater treatment.

また、本発明の抗菌剤は、三価の鉄イオンのキレート剤からなることを特徴とする。本発明の抗菌剤は、脱窒菌の脱窒を抑制し、脱窒菌の増殖を阻害することが可能である。   The antibacterial agent of the present invention is characterized by comprising a chelating agent of trivalent iron ions. The antibacterial agent of the present invention can suppress denitrification of denitrifying bacteria and inhibit the growth of denitrifying bacteria.

本発明の脱窒菌の増殖促進剤は、脱窒菌の脱窒活性を向上させ、脱窒菌を増殖させることが可能であり、排水処理装置及び排水処理方法に利用することが可能である。本発明の第1の排水処理装置及び排水処理方法は、本発明の脱窒菌の増殖促進剤を利用することで、効率よく脱窒を行うことが可能である。本発明の第2の排水処理装置及び排水処理方法は、排水処理に伴い排出されるNOの量を低減することが可能である。 The growth promoting agent for denitrifying bacteria of the present invention can improve the denitrifying activity of the denitrifying bacteria and allow the denitrifying bacteria to grow, and can be used in a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method. The first waste water treatment apparatus and waste water treatment method of the present invention can efficiently perform denitrification by using the growth promoting agent for denitrifying bacteria of the present invention. The second waste water treatment apparatus and waste water treatment method of the present invention can reduce the amount of N 2 O discharged along with waste water treatment.

また、本発明の抗菌剤は、脱窒菌の脱窒を抑制し、脱窒菌の増殖を阻害することが可能である。   In addition, the antibacterial agent of the present invention can suppress denitrification of denitrifying bacteria and inhibit the growth of denitrifying bacteria.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の脱窒菌の増殖促進剤は、三価の鉄イオンからなることを特徴とする。三価の鉄イオンは脱窒菌の脱窒促進剤として機能する。本発明の脱窒菌の増殖促進剤の存在下で脱窒菌を培養すると、脱窒菌の脱窒活性が向上し、脱窒菌が効率よく脱窒を行い増殖する。脱窒菌を複合系で培養すると、脱窒菌自身が産生するPQSによって脱窒菌は脱窒及び増殖が抑制された状態にある。しかし、三価の鉄イオンの存在下で脱窒菌を培養すると、PQSにより抑制された脱窒及び増殖を回復させ、脱窒菌が本来有している脱窒能及び増殖能を最大限にまで引き出すことが可能となる。適切な増殖促進活性を発揮させるため、脱窒菌の増殖促進剤の添加濃度は5μM〜500μMであることが好ましく、10μM〜200μMであることがより好ましい。   The growth promoting agent for denitrifying bacteria of the present invention is characterized by comprising trivalent iron ions. Trivalent iron ions function as denitrification promoters for denitrifying bacteria. When denitrifying bacteria are cultured in the presence of the growth promoting agent for denitrifying bacteria of the present invention, the denitrifying activity of the denitrifying bacteria is improved, and the denitrifying bacteria efficiently denitrify and grow. When denitrifying bacteria are cultured in a complex system, denitrifying bacteria are in a state in which denitrification and growth are suppressed by PQS produced by the denitrifying bacteria themselves. However, when denitrifying bacteria are cultured in the presence of trivalent iron ions, denitrification and growth suppressed by PQS are recovered, and the denitrifying ability and growth ability inherent to denitrifying bacteria are maximized. It becomes possible. In order to exert an appropriate growth promoting activity, the concentration of the denitrifying bacteria growth promoter is preferably 5 μM to 500 μM, and more preferably 10 μM to 200 μM.

三価の鉄イオンとして、三価の鉄イオンの塩を用いることができ、例えば、塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)等が挙げられる。   As the trivalent iron ion, a salt of trivalent iron ion can be used, and examples thereof include iron chloride (III) and iron sulfate (III).

図10は、本発明の第1の排水処理装置の実施形態を示す概略図である。図10に示すように、排水処理装置100は、脱窒菌が収容されている脱窒槽10と、脱窒槽に三価の鉄イオンを供給する増殖促進剤供給手段20とを備えている。脱窒槽10には、硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水するラインL1と、増殖促進剤供給手段20から脱窒槽10内に三価の鉄イオンを供給するラインL2と、脱窒反応後の亜酸化窒素及び/又は窒素を含有する処理水を脱窒槽10の外部に排出するラインL3とが接続されている。脱窒槽10は嫌気的条件に保たれている。   FIG. 10 is a schematic view showing an embodiment of the first waste water treatment apparatus of the present invention. As shown in FIG. 10, the wastewater treatment apparatus 100 includes a denitrification tank 10 in which denitrifying bacteria are accommodated, and a growth promoter supply means 20 that supplies trivalent iron ions to the denitrification tank. The denitrification tank 10 has a drain line L1 containing nitrate ions and / or nitrite ions, a line L2 for supplying trivalent iron ions from the growth promoter supply means 20 into the denitrification tank 10, and a denitrification reaction. A line L3 for discharging the treated water containing nitrous oxide and / or nitrogen to the outside of the denitrification tank 10 is connected. The denitrification tank 10 is kept under anaerobic conditions.

次に上述の構成の排水処理装置100を用いた排水処理方法について説明する。   Next, a wastewater treatment method using the wastewater treatment apparatus 100 having the above-described configuration will be described.

まず、ラインL1を経て、処理対象排水を脱窒槽10に導入し、脱窒槽10内の脱窒菌と混合される。次いで、ラインL2を経て増殖促進剤供給手段20から三価の鉄イオンが脱窒槽10内に供給され、脱窒槽10内の脱窒菌と混合される。三価の鉄イオンを供給することで、脱窒槽10内の脱窒菌は活性化され、ラインL1から供給された処理対象排水に含まれる硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンは亜酸化窒素及び/又は窒素へと効率よく還元される。亜酸化窒素及び/又は窒素を含む脱窒反応後の処理水はラインL3により脱窒槽10の外部へと排出される。   First, the waste water to be treated is introduced into the denitrification tank 10 through the line L1 and mixed with the denitrifying bacteria in the denitrification tank 10. Next, trivalent iron ions are supplied into the denitrification tank 10 from the growth promoter supply means 20 via the line L2, and mixed with the denitrifying bacteria in the denitrification tank 10. By supplying trivalent iron ions, the denitrifying bacteria in the denitrifying tank 10 are activated, and nitrate ions and / or nitrite ions contained in the waste water to be treated supplied from the line L1 are nitrous oxide and / or Efficiently reduced to nitrogen. The treated water after the denitrification reaction containing nitrous oxide and / or nitrogen is discharged to the outside of the denitrification tank 10 through the line L3.

図11は、本発明の第2の排水処理装置の実施形態を示す概略図である。図11に示すように、排水処理装置200は、脱窒菌が収容されている脱窒槽30と、脱窒槽に三価の鉄イオンのキレート剤を供給する三価の鉄イオンのキレート剤供給手段40とを備えている。脱窒槽30には、硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水するラインL4と、三価の鉄イオンのキレート剤供給手段40から脱窒槽30内に三価の鉄イオンのキレート剤を供給するラインL5と、脱窒反応後の亜酸化窒素及び/又は窒素を含有する処理水を脱窒槽30の外部に排出するラインL6とが接続されている。脱窒槽30は嫌気的条件に保たれている。   FIG. 11 is a schematic view showing an embodiment of the second waste water treatment apparatus of the present invention. As shown in FIG. 11, the wastewater treatment apparatus 200 includes a denitrification tank 30 in which denitrifying bacteria are accommodated, and a trivalent iron ion chelating agent supply unit 40 that supplies a trivalent iron ion chelating agent to the denitrification tank. And. The denitrification tank 30 is supplied with a trivalent iron ion chelating agent into the denitrification tank 30 from a drain line L4 containing nitrate ions and / or nitrite ions and a trivalent iron ion chelating agent supply means 40. A line L5 for discharging the treated water containing nitrous oxide and / or nitrogen after the denitrification reaction to the outside of the denitrification tank 30 is connected. The denitrification tank 30 is kept under anaerobic conditions.

次に上述の構成の排水処理装置200を用いた排水処理方法について説明する。   Next, a wastewater treatment method using the wastewater treatment apparatus 200 having the above-described configuration will be described.

まず、ラインL4を経て、処理対象排水を脱窒槽30に導入し、脱窒槽30内の脱窒菌と混合される。次いで、ラインL5を経て三価の鉄イオンのキレート剤供給手段40から三価の鉄イオンのキレート剤が脱窒槽30内に供給され、脱窒槽30内の脱窒菌と混合される。三価の鉄イオンのキレート剤を供給することで、脱窒槽30内の脱窒菌はNの産生量をほとんど減少させずにNOの産生量を減少させることができる。ラインL4から供給された処理対象排水に含まれる硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンは亜酸化窒素及び/又は窒素へ還元されるが、三価の鉄イオンのキレート剤を供給しない場合と比較して窒素へ還元される割合が高くなる。亜酸化窒素及び/又は窒素を含む脱窒反応後の処理水はラインL6により脱窒槽30の外部へと排出される。 First, the waste water to be treated is introduced into the denitrification tank 30 through the line L4 and mixed with the denitrifying bacteria in the denitrification tank 30. Next, the trivalent iron ion chelating agent is supplied into the denitrification tank 30 from the trivalent iron ion chelating agent supply means 40 via the line L5 and mixed with the denitrifying bacteria in the denitrification tank 30. By supplying the chelating agent in trivalent iron ions, denitrifying bacteria denitrification tank 30 can reduce the production of N 2 O with little reduction in the production of N 2. The nitrate ions and / or nitrite ions contained in the waste water to be treated supplied from the line L4 are reduced to nitrous oxide and / or nitrogen, but compared with the case where no chelating agent of trivalent iron ions is supplied. The rate of reduction to nitrogen increases. The treated water after the denitrification reaction containing nitrous oxide and / or nitrogen is discharged to the outside of the denitrification tank 30 through the line L6.

次に、本発明の抗菌剤について説明する。本発明の抗菌剤は、三価の鉄イオンのキレート剤からなる。三価の鉄イオンのキレート剤が存在すると、脱窒菌の脱窒反応すなわち硝酸呼吸が抑制され、ATPの合成の抑制及び脱窒菌の増殖抑制へと繋がる。また、三価の鉄イオンのキレート剤は、脱窒菌以外の細菌の増殖も抑制する。本発明の抗菌剤は、特に感染の初期段階での細菌の増殖の抑制に有効と考えられる。また、本発明の抗菌剤と既存の抗菌剤とを組み合わせることで効果的に細菌の増殖を抑制することができると考えられる。   Next, the antibacterial agent of the present invention will be described. The antibacterial agent of the present invention comprises a chelating agent of trivalent iron ions. If a chelating agent of trivalent iron ions is present, the denitrification reaction of denitrifying bacteria, that is, nitrate respiration is suppressed, leading to suppression of ATP synthesis and suppression of denitrifying bacteria growth. Trivalent iron ion chelating agents also suppress the growth of bacteria other than denitrifying bacteria. The antibacterial agent of the present invention is considered to be particularly effective in suppressing bacterial growth at an early stage of infection. Moreover, it is thought that the proliferation of bacteria can be effectively suppressed by combining the antibacterial agent of the present invention and the existing antibacterial agent.

三価の鉄イオンのキレート剤としては公知の化合物が使用でき、例えば、2−ヘプチル−3−ヒドロキシ−4−キノロン、2,2’−ビピリジル、デフェロキサミン及びその塩、デフェラシロクス、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸及びその塩、1,10−フェナントロリン、ポルフィリン等が挙げられ、特に2−ヘプチル−3−ヒドロキシ−4−キノロン、2,2’−ビピリジル、デフェロキサミン及びその塩並びにデフェラシロクスが好ましい。   Known compounds can be used as chelating agents for trivalent iron ions, such as 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone, 2,2'-bipyridyl, deferoxamine and its salts, deferasirox, ethylenediamine, ethylenediamine Examples include tetraacetic acid and its salt, 1,10-phenanthroline, porphyrin and the like, and 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone, 2,2′-bipyridyl, deferoxamine and its salt and deferasirox are particularly preferable.

2−ヘプチル−3−ヒドロキシ−4−キノロンは、特異性が高いという優れた特性を備えている。すなわち、2−ヘプチル−3−ヒドロキシ−4−キノロンは脱窒菌の脱窒反応を特異的に抑制することができ、その他の場面において三価の鉄イオンのキレート剤として機能し難いため、効果的に細菌の増殖を抑制することができ、かつ副作用が生じる可能性が低い。   2-Heptyl-3-hydroxy-4-quinolone has an excellent property of high specificity. That is, 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone can specifically inhibit the denitrification reaction of denitrifying bacteria and is difficult to function as a chelating agent for trivalent iron ions in other situations. In addition, the growth of bacteria can be suppressed and side effects are unlikely to occur.

デフェロキサミン(N’−[5−(acetyl−hydroxy−amino)pentyl]−N−[5−[3−(5−aminopentyl−hydroxy−carbamoyl)propanoylamino]pentyl]−N−hydroxy−butanediamide)は三価の鉄イオンと結合して、安定した水溶性のキレート化合物であるフェリオキサミンを形成する。臨床上、メシル酸デフェロキサミンが鉄過剰症の治療薬として使われている。鉄過剰症に関するメシル酸デフェロキサミンの用法及び用量は、メシル酸デフェロキサミンは1日量500mg〜1000mgを1〜2回に分けて筋肉内注射する、又は1日量80mg/kgを限度として1回1000mgを毎時15mg/kgの速度で点滴静注する。抗菌剤としてデフェロキサミン及びその塩を使用する場合、これを参考に用法及び用量を決定することができる。   Deferoxamine (N '-[5- (acetyl-hydroxy-amino) pentyl] -N- [5- [3- (5-aminopentyl-hydroxy-carbamoyl) propanoylamino] pentyl] -N-hydroxy-butanedivalent) Combines with iron ions to form ferrioxamine, a stable water-soluble chelate compound. Clinically, deferoxamine mesylate is used as a treatment for iron overload. The dosage and dosage of deferoxamine mesylate for iron overload is as follows: deferoxamine mesylate is injected intramuscularly in daily doses of 500 mg to 1000 mg, or up to a daily dose of 80 mg / kg. Intravenously infuse at a rate of 15 mg / kg per hour. When deferoxamine and its salt are used as an antibacterial agent, the usage and dosage can be determined with reference to this.

デフェラシロクス([4−[(3Z,5E)−3,5−bis(6−oxo−1−cyclohexa−2,4−dienylidene)−1,2,4−triazolidin−1−yl]benzoic acid)も鉄過剰症の治療薬として臨床で使われている。小児患者において1日1回20〜30mg/kgの経口投与が臨床上有効な鉄キレート効果を示すことが明らかになっている。抗菌剤としてデフェラシロクスを使用する場合、これを参考に用法及び用量を決定することができる。   Deferasirox ([4-[(3Z, 5E) -3,5-bis (6-oxo-1-cyclohexa-2,4-diylenedene) -1,2,4-triazolidin-1-yl] benzoic acid) Is also used clinically as a treatment for iron overload. It has been shown that oral administration of 20-30 mg / kg once a day shows a clinically effective iron chelating effect in pediatric patients. When deferasirox is used as an antibacterial agent, the usage and dose can be determined with reference to this.

本発明の抗菌剤は、その投与形態に合わせ薬学的に許容される添加剤を加えて各種製剤化することができる。添加剤としては、製剤分野において通常用いられる各種の添加剤が使用可能であり、例えばゼラチン、乳糖、白糖、酸化チタン、デンプン、結晶セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、トウモロコシデンプン、マイクロクリスタリンワックス、白色ワセリン、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、無水リン酸カルシウム、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、ソルビトール、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリソルベート、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン、硬化ヒマシ油、ポリビニルピロリドン、ステアリン酸マグネシウム、軽質無水ケイ酸、タルク、植物油、ベンジルアルコール、アラビアゴム、プロピレングリコール、ポリアルキレングリコール、シクロデキストリン、ヒドロキシプロピルシクロデキストリン等が挙げられる。   The antibacterial agent of the present invention can be formulated into various preparations by adding pharmaceutically acceptable additives according to the administration form. As the additive, various additives commonly used in the pharmaceutical field can be used, for example, gelatin, lactose, sucrose, titanium oxide, starch, crystalline cellulose, hydroxypropyl methylcellulose, carboxymethylcellulose, corn starch, microcrystalline wax, White petrolatum, magnesium aluminate metasilicate, anhydrous calcium phosphate, citric acid, trisodium citrate, hydroxypropylcellulose, sorbitol, sorbitan fatty acid ester, polysorbate, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene, hydrogenated castor oil, polyvinylpyrrolidone, stearic acid Magnesium, light silicic anhydride, talc, vegetable oil, benzyl alcohol, gum arabic, propylene glycol, polyalkylene glycol, B dextrin, hydroxypropyl cyclodextrin, and the like.

これらの添加剤との混合物として製剤化される剤形としては、例えば錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤若しくは坐剤等の固形製剤;シロップ剤、エリキシル剤若しくは注射剤等の液体製剤等が挙げられる。これらは、製剤分野における通常の方法に従って調製することができる。なお、液体製剤にあっては、用時に水又は他の適当な媒体に溶解又は懸濁させる様式であってもよい。また、特に注射剤の場合、必要に応じて生理食塩水又はブドウ糖液に溶解又は懸濁させてもよく、更に緩衝剤や保存剤を添加してもよい。   Examples of the dosage form formulated as a mixture with these additives include solid preparations such as tablets, capsules, granules, powders or suppositories; liquid preparations such as syrups, elixirs or injections, etc. It is done. These can be prepared according to a usual method in the pharmaceutical field. The liquid preparation may be dissolved or suspended in water or other appropriate medium at the time of use. In particular, in the case of injections, they may be dissolved or suspended in physiological saline or glucose solution as necessary, and buffering agents and preservatives may be added.

(細菌株、プラスミド及び増殖条件) 軽質転換用の大腸菌株JM109及びDH5αはタカラバイオから購入した。大腸菌S17−1はSimonら,Methods Enzymol.,118:640−659(1986)に記載の方法により得た。クローニングベクターpHSG398(クロラムフェニコール耐性)はタカラバイオから購入した。pK19mobsac由来自殺ベクターpG19II(ゲンタマイシン耐性)はMasedaら,Antimicrob.Agents Chemother.,48:1320−1328(2004)に記載の方法で得た。ブロードホストレンジベクターであるpUCP24(ゲンタマイシン耐性)はWestら,Gene,148:81−86(1994)に記載の方法で得た。pMEX9、pMEXnarK、pMEXnirS、pMEXnorC及びpMEXnosRはToyofukuら,J.Bacteriol.,189:4969−72(2007)に記載の方法で得た。   (Bacterial strain, plasmid and growth conditions) Escherichia coli strains JM109 and DH5α for light conversion were purchased from Takara Bio. E. coli S17-1 has been described by Simon et al., Methods Enzymol. 118: 640-659 (1986). Cloning vector pHSG398 (chloramphenicol resistance) was purchased from Takara Bio. pK19mobsac-derived suicide vector pG19II (gentamicin resistance) is described in Maseda et al., Antimicrob. Agents Chemother. 48: 1320-1328 (2004). The broad host range vector pUCP24 (gentamicin resistance) was obtained by the method described in West et al., Gene, 148: 81-86 (1994). pMEX9, pMEXnarK, pMEXnirS, pMEXnorC and pMEXnosR are described in Toyofuku et al. Bacteriol. 189: 4969-72 (2007).

使用したプライマーは下表の通りである。   The primers used are as shown in the table below.

Figure 2009220007
Figure 2009220007

細菌株は37℃において、Luria−Bertani(LB)培地又はLB寒天培地で増殖させた。大腸菌(E.coli)には10μg/mlの濃度のゲンタマイシンを、緑膿菌(P.aeruginosa)には80μg/mlの濃度のゲンタマイシンを、必要に応じて加えた。試験培養を行う前に、緑膿菌は嫌気的に4mlのLB培地を含む24mlの試験管で増殖させ、開始時の600nmにおける吸光度(OD600)が0.01となるように嫌気培地に接種した。嫌気培養のため、ブチルゴムで栓をしたハンゲート試験管又は三角フラスコの空気をアルゴンで置換した。増殖、脱窒活性及び転写活性は、5mlのLBN培地(100mMのKNOを添加したLB培地)を含む17mlのハンゲート試験管を使い、37℃でインキュベーションし、200rpmで振盪して測定した。脱窒酵素活性を測定するために使用した細胞は、80mlのLBNを含む500mlの三角フラスコ中で37℃、200rpmで培養した。 Bacterial strains were grown at 37 ° C. on Luria-Bertani (LB) medium or LB agar medium. Gentamicin at a concentration of 10 μg / ml was added to E. coli, and gentamicin at a concentration of 80 μg / ml was added to P. aeruginosa as needed. Prior to the test culture, Pseudomonas aeruginosa is anaerobically grown in a 24 ml test tube containing 4 ml of LB medium and inoculated into the anaerobic medium so that the absorbance at 600 nm (OD 600 ) at the start is 0.01. did. For anaerobic culture, the air in the Hangate test tube or Erlenmeyer flask capped with butyl rubber was replaced with argon. Growth, denitrification activity and transcriptional activity were measured using 17 ml Hangate tubes containing 5 ml LBN medium (LB medium supplemented with 100 mM KNO 3 ), incubated at 37 ° C. and shaken at 200 rpm. Cells used to measure denitrifying enzyme activity were cultured at 37 ° C. and 200 rpm in a 500 ml Erlenmeyer flask containing 80 ml of LBN.

(緑膿菌変異体の構築) pqsA、pqsR及びpqsEの欠失カセットを保有するプラスミドpG19pqsA、pG19pqsR及びpG19pqsEをMasedaら,Antimicrob.Agents Chemother.,48:1320−1328(2004)に記載の方法と同じ方法で作製した。PAO1の染色体を、pqsAF1/pqsAR2、pqsRF1/pqsRR2及びpqsEF1/pqsER2プライマー対で増幅し、XbaI/HindIIIで処理したクローニングベクターpHSG398のマルチクローニングサイトにライゲートした。pqsAF2/pqsAR1、pqsRF2/pqsRR1及びpqsEF2/pqsER1プライマー対を使ったインバースPCRで、pHSG398のpqsA、pqsR及びpqsEの隣接DNA断片を増幅した。増幅したpqsAの隣接断片はSpeIで消化し、増幅したpqsR及びprsEの隣接断片はBglIIで消化した。これらの制限酵素部位はプライマーに付加されている。pqsA、pqsR及びpqsE欠失DNA断片をpG19IIのマルチクローニングサイトのXbaI−HindIII部位にサブクローニングし、pG19pqsA、pG19pqsR及びpG19pqsEを作製した。大腸菌S17−1(Simonら,Methods Enzymol.,118:640−659(1986))にコンジュゲートし、Masedaら,Antimicrob.Agents Chemother.,48:1320−1328(2004)に記載の方法に従って相同組換えを行い、pG19II由来のプラスミドをPAO1に導入した。変異株をPCRで分析した。   (Construction of Pseudomonas aeruginosa mutants) Plasmids pG19pqsA, pG19pqsR and pG19pqsE carrying deletion cassettes of pqsA, pqsR and pqsE were obtained from Maseda et al., Antimicrob. Agents Chemother. 48: 1320-1328 (2004). The PAO1 chromosome was amplified with pqsAF1 / pqsAR2, pqsRF1 / pqsRR2 and pqsEF1 / pqsER2 primer pairs and ligated to the multiple cloning site of the cloning vector pHSG398 treated with XbaI / HindIII. The adjacent DNA fragments of pqsA, pqsR and pqsE of pHSG398 were amplified by inverse PCR using pqsAF2 / pqsAR1, pqsRF2 / pqsRR1 and pqsEF2 / pqsER1 primer pairs. The amplified adjacent fragment of pqsA was digested with SpeI, and the amplified adjacent fragment of pqsR and prsE was digested with BglII. These restriction enzyme sites are added to the primer. The pqsA, pqsR and pqsE deleted DNA fragments were subcloned into the XbaI-HindIII site of the multicloning site of pG19II to prepare pG19pqsA, pG19pqsR and pG19pqsE. Conjugated to E. coli S17-1 (Simon et al., Methods Enzymol., 118: 640-659 (1986)), Maseda et al., Antimicrob. Agents Chemother. 48: 1203-1328 (2004), homologous recombination was performed, and a plasmid derived from pG19II was introduced into PAO1. Mutants were analyzed by PCR.

(細胞画分の調製) LBN培地で増殖させた細胞を中対数増殖期(6時間のインキュベーション時間)で回収し、7000g、4℃で遠心し、10%グリセロールを含む100mMのリン酸カリウム緩衝液、pH7.5で2回洗浄した。細胞を同じ緩衝液に懸濁し、超音波処理した。超音波処理した細胞を2000g、4℃で10分間遠心して壊れていない細胞を取り除き、104000g、4℃で60分間遠心した。上清を細胞可溶画分として回収し、ペレットを同じバッファーで再懸濁して膜画分として回収した。   (Preparation of cell fraction) Cells grown in LBN medium were collected in the middle logarithmic growth phase (incubation time of 6 hours), centrifuged at 7000 g at 4 ° C, and 100 mM potassium phosphate buffer containing 10% glycerol. And washed twice at pH 7.5. Cells were suspended in the same buffer and sonicated. The sonicated cells were centrifuged at 2000 g, 4 ° C. for 10 minutes to remove unbroken cells, and centrifuged at 104000 g, 4 ° C. for 60 minutes. The supernatant was collected as a cell soluble fraction, and the pellet was resuspended in the same buffer and collected as a membrane fraction.

(酵素活性測定) NAR活性は、その産物であるNO を比色測定で定量することで測定した(Nicholasら,Methods Enzymol.,3:981−984(1957))。ベンジルビオローゲン−ジチオン酸関連NAR活性は、メチルビオローゲンの代わりにベンジルビオローゲンを使用して、Kobayashiら,J.Biol.Chem.,271:16263−16267(1996)に記載の方法に従って測定した。10mMのNaNO、0.2mMのベンジルビオローゲン及び適切な濃度の嫌気的に培養した緑膿菌の細胞膜画分を含む100mMのリン酸カリウム緩衝液(pH7.5)400μlに、100μlのNaを最終濃度が10mMとなるように加えた。Naを添加する前に反応液の空気をNで置換した。反応液を30℃で5分間インキュベートし、反応液の色がメチルビオローゲンの酸化の指標である透明となるまで撹拌した。呼吸鎖に関連するNAR活性は、NADHを電子供与体として測定した(Radcliffeら、Biochim.Biophys.Acta,205:273−287(1970))。NADH由来NAR活性測定用の500μlの反応液は、10mMのNaNO及び嫌気的に培養した緑膿菌の膜画分を含む。反応液の空気をNで置換した。NADHを最終濃度が5mMとなるように30℃で加えることで反応を開始し、100℃で15分間煮沸することで反応を停止した。 (Enzyme activity measurement) NAR activity was measured by quantifying the product NO 2 - by colorimetry (Nicholas et al., Methods Enzymol., 3: 981-984 (1957)). Benzylviologen-dithionate-related NAR activity has been reported using Kobayashi et al., J. Biol., Benzylviologen instead of methylviologen. Biol. Chem. , 271: 16263-16267 (1996). 100 μl Na 2 S in 400 μl of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5) containing 10 mM NaNO 3 , 0.2 mM benzyl viologen and an appropriate concentration of anaerobically cultured Pseudomonas aeruginosa cell membrane fraction 2 O 4 was added to a final concentration of 10 mM. The reaction air was replaced with N 2 before Na 2 S 2 O 4 was added. The reaction solution was incubated at 30 ° C. for 5 minutes and stirred until the color of the reaction solution became transparent, which is an indicator of methyl viologen oxidation. NAR activity associated with the respiratory chain was measured using NADH as an electron donor (Radcliffe et al., Biochim. Biophys. Acta, 205: 273-287 (1970)). A 500 μl reaction solution for measuring NADH-derived NAR activity contains 10 mM NaNO 3 and an anaerobically cultured Pseudomonas aeruginosa membrane fraction. The air in the reaction mixture was replaced with N 2. The reaction was started by adding NADH at 30 ° C. so that the final concentration was 5 mM, and the reaction was stopped by boiling at 100 ° C. for 15 minutes.

NIR活性はNO の消費量を測定してアッセイした(Lamら,Biochim.Biophys.Acta,180:459−472(1969))。200μMのNaNO、200μMのフェナジンメトサルフェート(PMS)及び嫌気的に培養した緑膿菌の可溶画分を含む400μlの反応液に、最終濃度が1mMとなるように100μlのNADHを加えることで反応を開始した。NADHの添加前に反応液の空気はNで置換し、30℃で10分間反応させた。 NIR activity was assayed by measuring NO 2 consumption (Lam et al., Biochim. Biophys. Acta, 180: 459-472 (1969)). By adding 100 μl of NADH to a 400 μl reaction solution containing 200 μM NaNO 2 , 200 μM phenazine methosulfate (PMS) and anaerobically cultured soluble fraction of Pseudomonas aeruginosa to a final concentration of 1 mM. The reaction was started. Before adding NADH, the air in the reaction solution was replaced with N 2 and reacted at 30 ° C. for 10 minutes.

NOR活性はその産物であるNOをガスクロマトグラフィーで測定して、アッセイした。空気をNで置換した4mMのNADH、2mMのPMS及び嫌気的に培養した緑膿菌の膜画分を含む反応液に、20mMのNOドナーであるニトロプルシドナトリウムを100μl加えた。30℃で6分間反応させた。 NOR activity was assayed by measuring its product N 2 O by gas chromatography. 100 μl of 20 mM NO donor, nitroprusside sodium, was added to the reaction solution containing 4 mM NADH, 2 mM PMS with air replaced with N 2 and anaerobically cultured Pseudomonas aeruginosa membrane fraction. The reaction was performed at 30 ° C. for 6 minutes.

カテコール−2,3−ジオキシゲナーゼ特異的な活性は375nmの吸光度A375を測定してアッセイした(Masedaら,Antimicrob.Agents Chemother.,48:1320−1328(2004)及びSawadaら,Microbiol.Immunol.,48:435−439(2004))。 Catechol-2,3-dioxygenase specific activity was assayed by measuring absorbance A 375 at 375 nm (Maseda et al., Antimicrob. Agents Chemother., 48: 1320-1328 (2004)) and Sawada et al., Microbiol. Immunol. 48: 435-439 (2004)).

(分析方法) 液体培養における細菌の増殖は、600nmの吸光度でモニターした。タンパク質量は、ブラッドフォード法で定量した(Bradford,Anal.Biochem.,72:248−254(1976))。NO の濃度はブルシン法(Nicholas,Methods Enzymol.,3:981−984(1957))で測定した。NO及びNの濃度は、熱伝導検出器を備えたガスクロマトグラフィー(GC−8AIT;島津製作所)で測定した。ヘリウムをキャリアガスとして使用した。Shincarbon ST又はMolecular Sieve 5AカラムをNO又はNの検出用にそれぞれ使用した。 (Analytical method) Growth of bacteria in liquid culture was monitored by absorbance at 600 nm. The amount of protein was quantified by the Bradford method (Bradford, Anal. Biochem., 72: 248-254 (1976)). The concentration of NO 3 was measured by the brucine method (Nicholas, Methods Enzymol., 3: 981-984 (1957)). The concentrations of N 2 O and N 2 were measured by gas chromatography (GC-8AIT; Shimadzu Corporation) equipped with a heat conduction detector. Helium was used as the carrier gas. A Shincarbon ST or Molecular Sieve 5A column was used for detection of N 2 O or N 2 , respectively.

(ピオシアニンアッセイ) ピオシアニンは、Essarらの方法(Essarら,J.Bacteriol.,172:884−900(1990))に従って測定した。細胞をLB又はLBN培地(16mlのハンゲート試験管に2mlの培地)で、好気的培養ではシリコンゴムで、嫌気的培養ではブチルゴムで栓をし、12時間インキュベーションした。1mlの培地を2mlの試験管に回収し、遠心した。上清を新しい試験管に移し、750μlのクロロホルムを加えた。試料を撹拌し、遠心し、下層500μlを新しい試験管に移した。その試験管に0.2NのHClを100μl加え、上層の520nmの吸光度を測定した。A520の数値を培地のOD600で割った。 (Pyocyanin assay) Pyocyanin was measured according to the method of Essar et al. (Essar et al., J. Bacteriol., 172: 884-900 (1990)). The cells were stoppered with LB or LBN medium (2 ml medium in a 16 ml Hangate tube), with silicone rubber for aerobic culture and with butyl rubber for anaerobic culture and incubated for 12 hours. 1 ml of medium was collected in a 2 ml test tube and centrifuged. The supernatant was transferred to a new tube and 750 μl of chloroform was added. The sample was agitated and centrifuged, and 500 μl of the lower layer was transferred to a new tube. 100 μl of 0.2N HCl was added to the test tube, and the absorbance at 520 nm of the upper layer was measured. The number of A 520 was divided by the OD 600 of the medium.

(試験例1) 前述の通り、脱窒はNO をNO又はNへ還元する工程であり、生理学的には嫌気条件下でエネルギーを獲得するために重要な工程でもある。PQSが脱窒に与える影響を調べるため、PQS及び関連する2−アルキル−4−キノロン類(AHQs)を産生しないΔpqsA変異体(pqsA遺伝子に欠失があるPAO1変異体)をLBS培地で嫌気的に増殖させ、外来のPQSを最終濃度が50μMとなるように加えた。PQSを加えると、600nmの濁度が中対数増殖期の50%以下に低下し、PQSにより脱窒が抑制されていることが示唆された(図1A参照)。より詳しく調べるため、12時間インキュベーションしたときのNO の減少量並びにNO及びNの産生量を測定した。PQS添加による増殖の抑制に伴い、NO の減少量は59%低下し(図1B参照)、NOの産生量は51%低下し(図1C参照)、Nの産生量は48%低下した(図1D参照)。これらのデータは、PQSは緑膿菌の脱窒を抑制していることを示している。 (Test Example 1) As described above, denitrification is a step of reducing NO 3 - to N 2 O or N 2 and is also an important step for acquiring energy under physiological anaerobic conditions. In order to investigate the effect of PQS on denitrification, ΔpqsA mutant that does not produce PQS and related 2-alkyl-4-quinolones (AHQs) (PAO1 mutant with deletion in pqsA gene) was anaerobically treated in LBS medium. And exogenous PQS was added to a final concentration of 50 μM. When PQS was added, the turbidity at 600 nm decreased to 50% or less of the middle logarithmic growth phase, suggesting that denitrification was suppressed by PQS (see FIG. 1A). In order to investigate in more detail, the decrease amount of NO 3 and the production amounts of N 2 O and N 2 after incubation for 12 hours were measured. Along with the suppression of growth due to the addition of PQS, the amount of NO 3 decreased by 59% (see FIG. 1B), the amount of N 2 O produced decreased by 51% (see FIG. 1C), and the amount of N 2 produced was 48 % (See FIG. 1D). These data indicate that PQS suppresses P. aeruginosa denitrification.

(試験例2) 脱窒のどの工程がPQSにより抑制されているのかを調べるため、各工程に関与する脱窒酵素の転写にPQSが及ぼす影響を調べた。xylE遺伝子をnarK1、nirS、norC及びnosR脱窒遺伝子のプロモーター領域に融合したプロモーター融合プラスミドを、それぞれΔpqsA変異体にトランスファーした。対照として、pMEX9プラスミドで軽質転換したΔpqsA変異体におけるベースのカテコール−2,3−ジオキシゲナーゼ(C23O)活性を、PQSの添加の有無で調べた。C23O活性は、中対数増殖期(6時間インキュベーション)中で測定した。プロモーター依存性のC23O活性は、そのC23O活性をベースのC23O活性で割って求めた。PQSを最終濃度が50μMとなるように培地に添加したとき、いずれのプロモーター活性にも影響が認められなかった(図2参照)。この結果は、PQSによる脱窒制御は転写制御によるものではなく、他の転写後の機序によるものであることを示している。   (Test Example 2) In order to investigate which step of denitrification is suppressed by PQS, the influence of PQS on the transcription of denitrification enzyme involved in each step was examined. Promoter fusion plasmids in which the xylE gene was fused to the promoter regions of narK1, irS, norC and noSR denitrification genes were each transferred to a ΔpqsA mutant. As a control, the base catechol-2,3-dioxygenase (C23O) activity in the ΔpqsA mutant lightly transformed with the pMEX9 plasmid was examined with and without the addition of PQS. C23O activity was measured in the mid-log growth phase (6 hour incubation). Promoter-dependent C23O activity was determined by dividing the C23O activity by the base C23O activity. When PQS was added to the medium so that the final concentration was 50 μM, no effect was observed on any promoter activity (see FIG. 2). This result indicates that the denitrification control by PQS is not based on transcription control but based on other post-transfer mechanisms.

(試験例3) 転写後のレベルで脱窒が制御されているか否かを調べるため、中対数増殖期の脱窒酵素活性を測定した。PQSの添加あり(最終濃度50μM)又はなしの条件下でΔpqsA変異体を培養し、NAR、NIR及びNOR脱窒酵素活性を測定した。その結果、NAR活性はPQSを添加して培養すると抑制された(PQSを添加せずに培養したときの活性に比べて66%;図3A参照)。興味深いことに、NIR活性はPQSの添加により1.8倍上昇した(図3B参照)。NOR活性はPQSの添加により64%まで低下した(図3C参照)。これらの脱窒酵素の活性の変化は、転写後の制御によるものか、あるいはPQSとの直接の相互作用によるものであろう。PQSが脱窒酵素活性に直接影響を及ぼすかどうかを調べるため、Δpqs変異体の酵素アッセイ反応液にPQSを加えて、酵素活性を測定した。図3Cに示したように、NOR活性はPQSを反応液に加えることで阻害されており、このことはPQSがNOR活性を直接阻害することを示している。一方、NAR及びNIR活性は、PQSを反応液に加えても直接影響を受けていない(図3A及びB)。脱窒遺伝子の転写がPQSにより制御されていないという結果をあわせると、この結果はNAR及びNIRの活性はPQSにより転写後調節を受けており、NOR活性はPQSにより直接阻害されていることを示している。   (Test Example 3) In order to examine whether or not denitrification is controlled at the level after transcription, the denitrification enzyme activity in the middle logarithmic growth phase was measured. ΔpqsA mutants were cultured under conditions with or without the addition of PQS (final concentration 50 μM), and NAR, NIR, and NOR denitrase activities were measured. As a result, NAR activity was suppressed when PQS was added and cultured (66% compared to the activity when cultured without PQS; see FIG. 3A). Interestingly, NIR activity increased 1.8-fold with the addition of PQS (see FIG. 3B). NOR activity decreased to 64% with the addition of PQS (see FIG. 3C). Changes in the activity of these denitrification enzymes may be due to post-transcriptional control or direct interaction with PQS. In order to examine whether PQS directly affects denitrifying enzyme activity, PQS was added to the enzyme assay reaction solution of Δpqs mutant, and the enzyme activity was measured. As shown in FIG. 3C, NOR activity is inhibited by adding PQS to the reaction solution, which indicates that PQS directly inhibits NOR activity. On the other hand, NAR and NIR activities were not directly affected even when PQS was added to the reaction solution (FIGS. 3A and B). Combined with the result that transcription of the denitrification gene is not regulated by PQS, this result indicates that the activity of NAR and NIR is post-transcriptionally regulated by PQS, and that NOR activity is directly inhibited by PQS. ing.

(試験例4) 脱窒酵素はエネルギーが産生される呼吸鎖と関係している。NO 呼吸の間、NADHから供与された電子は呼吸鎖を伝達し、最終的にNO が受け取り、この最後の皇帝はNARによって媒介されている。NAR活性測定(図3A)において、NARに直接電子を供与する電子供与体(ベンジルビオローゲン)が使われ、NO 呼吸鎖の活性は計算に入っていない。NO 呼吸鎖がPQSによって影響を受けるか否かを調べるため、NADH由来のNAR活性の測定を行った。NADHを電子供与体として使用した場合、NADH−NAR活性はPQSの培地への添加により抑制され、PQSを反応液に添加(最終濃度50μM)した場合も直接阻害された(図3D)。この結果は、NO 呼吸がPQSにより直接阻害されていることを示す。NADH由来NAR活性はPQSにより直接阻害される(図3D)のに対してベンジルビオローゲン由来NAR活性は阻害されない(図3A)という結果は、NADHからNO までの電子伝達のいずれかをPQSは直接阻害していることを示す。 (Test Example 4) The denitrification enzyme is related to the respiratory chain from which energy is produced. NO 3 - during respiration, electrons donated from NADH is transmitting respiratory chain, eventually NO 3 - receives, this last emperor are mediated by NAR. In NAR activity assay (Fig. 3A), the electron donor to donate electrons directly to the NAR (benzyl viologen) is used, NO 3 - activity of the respiratory chain is not in the calculation. NO 3 - respiratory chain To investigate whether affected by PQS, was measured NADH derived NAR activity. When NADH was used as an electron donor, NADH-NAR activity was suppressed by the addition of PQS to the medium, and was also directly inhibited when PQS was added to the reaction solution (final concentration 50 μM) (FIG. 3D). This result, NO 3 - indicates that the breath is directly inhibited by PQS. NADH-derived NAR activity is directly inhibited by PQS (FIG. 3D), whereas benzylviologen-derived NAR activity is not inhibited (FIG. 3A), indicating that PQS is responsible for either electron transfer from NADH to NO 3 Indicates direct inhibition.

(試験例5) PQSは緑膿菌における転写を調節するばかりでなく、鉄をキレートすることも報告されている。そこで、PQSの鉄へのキレート効果が脱窒酵素に影響を与えていると考えた。この仮説を試すため、PQSを添加(最終濃度50μM)した培地にFeCl(最終濃度100μM)を補充した。その結果、FeClの添加により、PQSを添加した培養におけるNO の減少量及びNOの産生量が完全に回復した(図4A及びB)。これは、PQSの脱窒制御が鉄のキレート化によるものだということを示している。鉄キレート化が脱窒に影響を及ぼすことを確かめるため、鉄キレート剤である2,2’−ビピリジルを培地に加え(最終濃度120μM)、脱窒活性を測定した。NO 減少量及びNO産生量は、PQSの場合と同様に抑制され、FeClの補充により回復した(図4A及びB)。興味深いことに、PQSを加えた場合のN産生量はFeClにより部分的にしか回復せず、2,2’−ビピリジルはN産生量を減少させなかった(図4C)。これらの結果は、NOSが触媒しているNOからNへの還元がPQSの鉄キレート化以外の別の機序によって調節されていることを示唆する。 (Test Example 5) PQS has been reported not only to regulate transcription in Pseudomonas aeruginosa but also to chelate iron. Therefore, it was considered that the chelating effect of PQS on iron has an effect on the denitrification enzyme. To test this hypothesis, the medium supplemented with PQS (final concentration 50 μM) was supplemented with FeCl 3 (final concentration 100 μM). As a result, the addition of FeCl 3 completely restored the NO 3 decrease and the N 2 O production in the cultures added with PQS (FIGS. 4A and B). This indicates that the denitrification control of PQS is due to iron chelation. In order to confirm that iron chelation affects denitrification, 2,2′-bipyridyl, an iron chelator, was added to the medium (final concentration 120 μM), and denitrification activity was measured. NO 3 - reduction and N 2 O production amount is suppressed as in the case of PQS, restored by supplementation of FeCl 3 (FIGS. 4A and B). Interestingly, N 2 production when PQS was added was only partially recovered by FeCl 3 and 2,2′-bipyridyl did not reduce N 2 production (FIG. 4C). These results suggest that NOS-catalyzed N 2 O to N 2 reduction is regulated by other mechanisms other than iron chelation of PQS.

(試験例6) PQSが制御する遺伝子の多くは、同族の応答制御因子PqsR又は機能が未知だがPQSへの応答を促進すると考えられているPqsEを必要とする。NOからNへの還元がこの制御経路で調節されているか否かを調べるため、ΔpqsAΔpqsR(pqsA及びpqsR遺伝子に欠失があるPAO1変異体)及びΔpqsAΔpqsE(pqsA及びpqsE遺伝子に欠失があるPAO1変異体)二重変異体を構築した。PQS(最終濃度50μM)を変異体に加え、12時間のインキュベーションで減少したNO 量及び産生したNO及びN量を測定した。ΔpqsAΔpqsR及びΔpqsAΔpqsEにおけるNO の減少及びNOの産生は、ΔpqsAのときと同一であった(図5A〜B)。図5Cに示したように、PQSによるN産生の抑制は、ΔpqsAΔpqsR及びΔpqsAΔpqsEのいずれの二重変異株でも認められず、一方、PQSはΔpqsAにおけるN産生を抑制した(図1D)。この結果は、N産生はPqsEを通じたPQS及びPqsR転写調節因子によって調節されていることを示す。この調節は、PQSはnosの転写を調節していないことから(図2)、nos以外のN産生に関与する他の因子の転写調節に関与している可能性がある。NO からNOへの還元は、PqsE又はPqsRがない場合でもPQSにより抑制されており(図5A及びB)、それはΔpqsAでも認められたとおりであり(図1B及びC)、NO からNOへの還元は、PQSの鉄キレート化により調節されているという結果(図4A〜C)を支持する。ΔpqsAΔpqsR及びΔpqsAΔpqsE株で得られた結果が極性効果によるものかを確認するため、各変異体を適切な野生型のコピー(ΔpqsAΔpqsR/pUCP−pqsR,ΔpqsAΔpqsE/pUCP−pqsE)で補完する相補性実験を行った。驚いたことに、NO 減少量並びにNO及びN産生量は、pqsR及びpqsEをプラスミドに発現させたとき、PQSが存在しなくても、強く抑制された。鉄キレート化実験の結果(図4A〜C)とあわせて考えると、これらのデータは、PqsR及びPqsEを媒介する経路であってPQSの鉄キレート化特性とは異なる経路によってPQSはN産生を調節していることを示している。 (Test Example 6) Many of the genes controlled by PQS require a cognate response control factor PqsR or PqsE whose function is unknown but is thought to promote the response to PQS. To investigate whether the reduction of N 2 O to N 2 is regulated by this regulatory pathway, ΔpqsAΔpqsR (PAO1 mutant with deletion in pqsA and pqsR genes) and ΔpqsAΔpqsE (deletion in pqsA and pqsE genes) Some PAO1 mutants) double mutants were constructed. PQS (final concentration 50 μM) was added to the mutants and the amount of NO 3 decreased and the amount of N 2 O and N 2 produced after 12 hours of incubation was measured. The decrease in NO 3 and production of N 2 O in ΔpqsAΔpqsR and ΔpqsAΔpqsE were the same as in ΔpqsA (FIGS. 5A-B). As shown in FIG. 5C, N 2 production inhibition by PQS, not observed in ΔpqsAΔpqsR and any double mutant of DerutapqsAderutapqsE, whereas, PQS inhibited N 2 production in DerutapqsA (Figure 1D). This result indicates that N 2 production is regulated by PQS and PqsR transcriptional regulators through PqsE. Since PQS does not regulate transcription of nos (FIG. 2), this regulation may be involved in transcription regulation of other factors involved in N 2 production other than nos. Reduction of NO 3 to N 2 O is inhibited by PQS even in the absence of PqsE or PqsR (FIGS. 5A and B), as it was also observed with ΔpqsA (FIGS. 1B and C), NO 3 - reduction to N 2 O from supports results (Fig. 4A-C) that is regulated by iron chelation of PQS. In order to confirm whether the results obtained with the ΔpqsAΔpqsR and ΔpqsAΔpqsE strains are due to the polar effect, a complementation experiment in which each mutant is complemented with an appropriate wild type copy (ΔpqsAΔpqsR / pUCP-pqsR, ΔpqsAΔpqsE / pUCP-pqsE) went. Surprisingly, NO 3 - reduction and N 2 O and N 2 production amount when the pqsR and pqsE were expressed plasmid, even in the absence of PQS, was strongly suppressed. Taken together with the results of the iron chelation experiments (FIGS. 4A-C), these data indicate that PQS is responsible for the production of N 2 by a pathway that mediates PqsR and PqsE and differs from the iron chelation properties of PQS. It shows that it is adjusting.

(試験例7) 好気条件において、PQSは、高濃度で(150μM以上)で遅滞期を延長させ、またLB培地単独での増殖と比較して定常期の濁度を若干低下させることが報告されている。一方、嫌気条件では、PQSは増殖を50%まで低下させており、嫌気条件ではPQSが増殖に及ぼす影響が顕著であることを示している。最近の研究(Diggleら,Chem.Biol.,14:87−96(2007))によれば、PQSの鉄キレート化特性が緑膿菌の好気的増殖に影響を及ぼすことが示されており、鉄キレート化性のシデロフォア(ピオシアニン及びピオケリン)を産生できないpvdDpchEF二重変異体において強い影響を及ぼす。この結果は、シデロフォア産生がPQSの増殖抑制に関与していることを示し、脱窒へのPQSの鉄キレート化効果は嫌気条件下でのシデロフォアの産生低下によるものかもしれないと推測された。これを調べるため、LB好気培地、LBN好気培地及びLBN嫌気培地での培養物のピオシアニン産生を測定した。予想通り、ピオシアニン産生はLBN嫌気培養では低下した(図6)。興味深いことに、ピオシアニン産生は、NO を添加した好気培養においても低下しており、ピオシアニン産生がNO 及びOの両方によって調節されていることを示唆している。これらの結果は、シデロフォアの不十分な産生のため、好気条件下及びNO 存在下の嫌気条件下において、脱窒はPQSにより抑制されることを示唆している。NO 非存在下の低下したピオシアニン産生及び鉄キレート化依存性の脱窒調節は、NO 等のN−オキシド類及び鉄が、PQSにより増殖が影響を受けるか否かの重要な環境因子であることを示唆している。 (Test Example 7) Under aerobic conditions, PQS is reported to prolong the lag phase at a high concentration (150 μM or more) and to slightly reduce the turbidity in the stationary phase compared to the growth in LB medium alone. Has been. On the other hand, under anaerobic conditions, PQS reduces proliferation to 50%, indicating that the influence of PQS on proliferation is significant under anaerobic conditions. Recent studies (Diggle et al., Chem. Biol., 14: 87-96 (2007)) have shown that the iron chelation properties of PQS affect aerobic growth of Pseudomonas aeruginosa. It has a strong effect in pvdDpchEF double mutants that cannot produce iron-chelating siderophores (pyocyanin and pyokelin). This result indicates that siderophore production is involved in the suppression of PQS growth, and it was speculated that the iron chelation effect of PQS on denitrification may be due to reduced production of siderophore under anaerobic conditions. In order to investigate this, the pyocyanin production of the cultures in LB aerobic medium, LBN aerobic medium and LBN anaerobic medium was measured. As expected, pyocyanin production was reduced in LBN anaerobic culture (FIG. 6). Interestingly, pyocyanin production, NO 3 - has decreased even in aerobic culture with added, pyocyanin production NO 3 - suggests that it is regulated by both and O 2. These results suggest that denitrification is inhibited by PQS under aerobic conditions and anaerobic conditions in the presence of NO 3 due to insufficient production of siderophores. NO 3 - reduced pyocyanin production and iron chelation dependence of de窒調clause of absence, NO 3 - N-oxides and iron or the like, whether important environmental growth by PQS is affected Suggests that it is a factor.

(試験例8) 細菌の増殖にPQSが効果を及ぼすかを調べた。Pseudomonas putida、Delftia acidovorans、Pseudomonas stutzeri及びComamonas terrigenaをLB培地で好気的に増殖させた。PQS及びFeClを添加する場合には、それぞれ最終濃度50μM及び100μMとなるように加えた。図8から明らかなように、いずれの細菌もPQSの添加により増殖が抑制され、FeClの添加によって増殖が回復した。PQSは細菌の増殖を抑制し、三価の鉄はPQSによる増殖抑制を回復することが明らかとなった。また、Pseudomonas putidaをLBN培地で嫌気的に増殖させた場合も、PQSの添加により増殖が抑制され、FeClの添加によって増殖が回復した。この結果から、PQSは緑膿菌に限らず多くの脱窒菌の増殖の抑制し、また三価の鉄はPQSによる増殖抑制を回復することが予想される。 (Test Example 8) It was examined whether PQS had an effect on bacterial growth. Pseudomonas putida, Delftia acidovorans, Pseudomonas stutzeri and Comonas terigena were grown aerobically in LB medium. When PQS and FeCl 3 were added, they were added so as to have final concentrations of 50 μM and 100 μM, respectively. As is clear from FIG. 8, the growth of any bacterium was suppressed by the addition of PQS, and the growth was recovered by the addition of FeCl 3 . It was revealed that PQS suppressed bacterial growth, and trivalent iron recovered the growth suppression by PQS. Also, when Pseudomonas putida was grown anaerobically on LBN medium, growth was suppressed by the addition of PQS, and growth was restored by the addition of FeCl 3 . From this result, it is expected that PQS suppresses the growth of many denitrifying bacteria as well as Pseudomonas aeruginosa, and trivalent iron recovers the growth suppression caused by PQS.

(試験例9) 緑膿菌の増殖に及ぼす2,2−ビピリジルの効果を調べた。緑膿菌を2,2−ビピリジル存在下(200μM)又は非存在下にLB培地で好気的に増殖させるかLBN培地で嫌気的に増殖させた。図9から明らかなように、緑膿菌を好気的に増殖させた場合は2,2−ビピリジルにより増殖が抑制されなかったが、緑膿菌を嫌気的に増殖させた場合は2,2−ビピリジルにより増殖が抑制された。   (Test Example 9) The effect of 2,2-bipyridyl on the growth of Pseudomonas aeruginosa was examined. P. aeruginosa was grown aerobically on LB medium in the presence (200 μM) or absence of 2,2-bipyridyl or anaerobically on LBN medium. As is clear from FIG. 9, when P. aeruginosa was grown aerobically, growth was not suppressed by 2,2-bipyridyl, but when P. aeruginosa was grown anaerobically, 2, 2 -Growth was suppressed by bipyridyl.

嫌気増殖及び脱窒に及ぼすPQSの効果を表すグラフである。AはΔpqsA変異体を外来のPQSの添加又は非添加の嫌気増殖を表すグラフである。3回の独立した実験を行い、代表的なデータを示す。BはNO 減少量を、CはNO産生量を、DはN産生量を表すグラフである。3回の独立した実験の平均±標準偏差のデータである。It is a graph showing the effect of PQS on anaerobic growth and denitrification. A is a graph showing anaerobic growth with or without addition of exogenous PQS to the ΔpqsA mutant. Three independent experiments are performed and representative data are shown. The NO 3 B - the decrease, C is the N 2 O production amount, D is a graph showing the N 2 production amount. Data of the mean ± standard deviation of three independent experiments. 脱窒遺伝子の転写に及ぼすPQSの効果を表すグラフである。3回以上の独立した実験の平均±標準偏差のデータである。It is a graph showing the effect of PQS on the transcription | transfer of a denitrification gene. Data of mean ± standard deviation of 3 or more independent experiments. 脱窒酵素活性及びNO 呼吸鎖に及ぼすPQSの効果を表すグラフである。AはNAR活性を、BはNIR活性を、CはNOR活性を、DはNADH依存性NAR活性を表すグラフである。PQSは、培地又は反応液に最終濃度50μMとなるように加えている。1はPQS非添加のΔpqsA変異体の培養物を表し、2はPQSを添加したΔpqsA変異体の培養物を表し、3はPQS非添加のΔpqsA変異体の培養物から回収した細胞画分の反応液にPQSを添加したものを表す。3回以上の独立した実験の平均±標準偏差のデータである。De窒酵containing activity and NO 3 - is a graph showing the effect of PQS on respiratory chain. A is a graph showing NAR activity, B is NIR activity, C is NOR activity, and D is NADH-dependent NAR activity. PQS is added to the medium or reaction solution to a final concentration of 50 μM. 1 represents a culture of the ΔpqsA mutant without PQS, 2 represents a culture of the ΔpqsA mutant without PQS, and 3 represents the reaction of the cell fraction recovered from the culture of the ΔpqsA mutant without PQS. It represents the liquid with PQS added. Data of mean ± standard deviation of 3 or more independent experiments. 脱窒に及ぼす鉄キレート化の効果を表すグラフである。AはNO 減少量を、BはNO産生量を、CはN産生量を表すグラフである。3回の独立した実験の平均±標準偏差のデータである。It is a graph showing the effect of iron chelation on denitrification. A is NO 3 - the decrease, B is a N 2 O production amount, C is a graph showing the N 2 production amount. Data of the mean ± standard deviation of three independent experiments. PQSにより調節されるN産生にPqsR及びPqsEが関与していることを表すグラフである。AはNO 減少量を、BはNO産生量を、CはN産生量を表すグラフである。3回の独立した実験の平均±標準偏差のデータである。The N 2 production regulated by PQS is PqsR and PqsE is a graph indicating the involvement. A is NO 3 - the decrease, B is a N 2 O production amount, C is a graph showing the N 2 production amount. Data of the mean ± standard deviation of three independent experiments. ピオシアニン産生に及ぼすNO 及びOの効果を表すグラフである。LBはLB培地で好気的に培養した場合を表し、LBNはLB培地に100mMのNO を補充した培地(LBN培地)で好気的に培養した場合を表し、LBN/−OはLBN培地で嫌気的に培養した場合を表す。3回の独立した実験の平均±標準偏差のデータである。NDは検出できなかったことを表す。NO 3 on pyocyanin production - is a graph showing the effect of and O 2. LB represents the case where aerobic culture was performed in LB medium, LBN represents the case where aerobic culture was performed in a medium (LBN medium) supplemented with 100 mM NO 3 in LB medium, and LBN / −O 2 represents The case where it culture | cultivated anaerobically with the LBN culture medium is represented. Data of the mean ± standard deviation of three independent experiments. ND indicates that it could not be detected. PQSによるNO 呼吸及び脱窒酵素の調節のモデルを表す図である。実線は直接的な調節を表し、破線は間接的な調節を表す。DHはNADHデヒドロゲナーゼを表し、OMは外膜を表し、PPは細胞膜周辺腔を表し、IMは内膜を表す。NO 呼吸鎖及びNOR酵素活性は鉄キレート化を通じてPQSにより直接阻害される。NAR及びNOS活性はPQSにより間接的に抑制され、NIR活性はPQSにより間接的に上昇する。PqsE及びPqsRはNOS活性抑制に関与している。NO 3 by PQS - a diagram representing a model of the regulation of respiration and de窒酵element. The solid line represents direct adjustment and the dashed line represents indirect adjustment. DH represents NADH dehydrogenase, OM represents the outer membrane, PP represents the periplasmic space, and IM represents the inner membrane. NO 3 - respiratory chain and NOR enzyme activity is directly inhibited by PQS through iron chelation. NAR and NOS activity are indirectly suppressed by PQS, and NIR activity is indirectly increased by PQS. PqsE and PqsR are involved in NOS activity suppression. 各種細菌の増殖に及ぼすPQSの効果を表すグラフである。It is a graph showing the effect of PQS on the growth of various bacteria. 緑膿菌の増殖に及ぼす2,2’−ビピリジルの効果を表すグラフである。It is a graph showing the effect of 2,2'-bipyridyl on the growth of Pseudomonas aeruginosa. 本発明の第1の排水処理装置の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows embodiment of the 1st waste water treatment apparatus of this invention. 本発明の第2の排水処理装置の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows embodiment of the 2nd waste water treatment equipment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10及び30…脱窒槽、20…増殖促進剤供給手段、40…三価の鉄イオンのキレート剤供給手段、100及び200…排水処理装置、L1〜L6…ライン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 and 30 ... Denitrification tank, 20 ... Growth promoter supply means, 40 ... Trivalent iron ion chelating agent supply means, 100 and 200 ... Waste water treatment equipment, L1-L6 ... line.

Claims (8)

三価の鉄イオンからなる脱窒菌の増殖促進剤。   Denitrifying bacteria growth promoter consisting of trivalent iron ions. 硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を脱窒する排水処理装置において、
導入された排水中の硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを脱窒菌により亜酸化窒素及び/又は窒素に還元処理する脱窒槽と、
前記脱窒槽内に三価の鉄イオンからなる脱窒菌の増殖促進剤を供給する増殖促進剤供給手段と
を備えることを特徴とする排水処理装置。
In a wastewater treatment apparatus for denitrifying wastewater containing nitrate ions and / or nitrite ions,
A denitrification tank for reducing nitrate ions and / or nitrite ions in the introduced waste water to nitrous oxide and / or nitrogen by denitrifying bacteria;
A waste water treatment apparatus comprising a growth promoter supply means for supplying a growth promoter for denitrifying bacteria comprising trivalent iron ions into the denitrification tank.
硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を、脱窒槽内において脱窒菌により前記硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを亜酸化窒素及び/又は窒素に還元することで処理する排水処理方法において、
三価の鉄イオンからなる脱窒菌の増殖促進剤の存在下で前記脱窒菌を前記脱窒槽内で増殖させることを特徴とする排水処理方法。
In a wastewater treatment method for treating wastewater containing nitrate ions and / or nitrite ions by reducing the nitrate ions and / or nitrite ions to nitrous oxide and / or nitrogen by denitrifying bacteria in a denitrification tank,
A wastewater treatment method, wherein the denitrifying bacteria are grown in the denitrifying tank in the presence of a growth promoting agent for denitrifying bacteria comprising trivalent iron ions.
硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を脱窒する排水処理装置において、
導入された排水中の硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを脱窒菌により亜酸化窒素及び/又は窒素に還元処理する脱窒槽と、
前記脱窒槽内に三価の鉄イオンのキレート剤を供給する三価の鉄イオンのキレート剤供給手段と
を備えることを特徴とする排水処理装置。
In a wastewater treatment apparatus for denitrifying wastewater containing nitrate ions and / or nitrite ions,
A denitrification tank for reducing nitrate ions and / or nitrite ions in the introduced waste water to nitrous oxide and / or nitrogen by denitrifying bacteria;
A wastewater treatment apparatus comprising: a trivalent iron ion chelating agent supplying means for supplying a trivalent iron ion chelating agent into the denitrification tank.
硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを含有する排水を、脱窒槽内において脱窒菌により前記硝酸イオン及び/又は亜硝酸イオンを亜酸化窒素及び/又は窒素に還元することで処理する排水処理方法において、
三価の鉄イオンのキレート剤の存在下で前記脱窒菌を前記脱窒槽内で増殖させることを特徴とする排水処理方法。
In a wastewater treatment method for treating wastewater containing nitrate ions and / or nitrite ions by reducing the nitrate ions and / or nitrite ions to nitrous oxide and / or nitrogen by denitrifying bacteria in a denitrification tank,
A wastewater treatment method, wherein the denitrifying bacteria are grown in the denitrification tank in the presence of a chelating agent of a trivalent iron ion.
三価の鉄イオンのキレート剤からなる抗菌剤。   An antibacterial agent consisting of a chelating agent of trivalent iron ions. 三価の鉄イオンのキレート剤が2−ヘプチル−3−ヒドロキシ−4−キノロンである、請求項6記載の抗菌剤。   The antibacterial agent of Claim 6 whose chelating agent of a trivalent iron ion is 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone. 三価の鉄イオンのキレート剤が2,2’−ビピリジルである、請求項6記載の抗菌剤。   The antibacterial agent according to claim 6, wherein the chelating agent of trivalent iron ions is 2,2'-bipyridyl.
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