JP3967741B2 - 有機ポリマーを分解する菌株 - Google Patents

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Description

本発明は菌株に関する。特に、本発明は有機ポリマーを分解できる菌株に関する。
現在、有機ポリマーは、さまざまな製造工業および農業産業で広範囲に使われている。非イオン界面活性剤、例えば、アルキルフェノールポリエトキシレートは、広く使用されている１つの有機ポリマーである。アルキルフェノールポリエトキシレートには、ノニルフェノールポリエトキシレート(NPEOn)およびオクチルフェノールポリエトキシレート(OPEOn)が含まれる。アルキルフェノールポリエトキシレート型の非イオン界面活性剤の代謝産物のうちの幾つかは内分泌攪乱物質である可能性があり、環境に蓄積する傾向がある。このため、エコロジーおよび人の健康に悪影響を与えることがある。そのため、アルキルフェノールポリエトキシレート型の非イオン界面活性剤に関係する環境汚染は、近年、非常に注目されている。
世界中の多くの水および土壌が非イオン界面活性剤によって酷く汚染されてしまっているため、その非イオン界面活性剤で汚染された土壌および水のバイオレメディエーションが急務である。さらに、石油および石油化学汚染のバイオレメディエーションでは、人為的に界面活性剤が加えられ、生物分解が促進される。バイオレメディエーションプロセスでの更なる汚染を防止するため、このような界面活性剤の除去は重要である。
したがって、本発明は非イオン界面活性剤の分解に用い得る菌株を提供する。本発明の菌株は、土壌および水中のアルキルフェノールポリエトキシレート型の非イオン界面活性剤を分解することができ、環境汚染問題を解決することができる。
本発明は、そのような有機ポリマーの分解に有用な菌株を提供する。本発明の菌株はBioresources Collection and Research Center、Food Industry Research and Development Institute(中華民国(台湾))に寄託しており、その寄託番号はBCRC910228である。更には、当該菌株は、2004年8月26日にP.O.Box 1549, Manassas, VA 20108 USAに所在のAmerican Type Culture Collection (ATCC)にも寄託しており、その寄託番号はPTA-6168である。菌株はグラム陰性の桿状細菌であり、界面活性剤で汚染された排水堆積物から単離された。この株は、適当な培養条件下、アルキルフェノールポリエトキシレートを分解する能力、およびアルキルフェノールポリエトキシレートを唯一の炭素源としておよびエネルギー源として使用する能力を有する。さらに、この菌株は、高濃度のアルキルフェノールポリエトキシレートの水性環境下で増殖することができる。
本発明の菌株が効果的にアルキルフェノールポリエトキシレートを分解することができるので、非イオン界面活性剤によって汚染されている水および土壌のバイオレメディエーションに適用可能である。
上記の一般的記載および下記の詳細な説明は何れもの例示であると理解すべきであり、従って、本発明の特許請求の範囲を互いに詳細に説明するものである。
本発明は、有機ポリマーの分解に有用な菌株を提供する。本発明の菌株はBioresources Collection and Research Center、Food Industry Research and Development Institute(中華民国(台湾))に寄託されており、その寄託番号はBCRC910228である。更には、当該菌株は、2004年8月26日にP.O.Box 1549, Manassas, VA 20108 USAに所在のAmerican Type Culture Collection (ATCC)にも寄託しており、その寄託番号はPTA-6168である。菌株はグラム陰性の桿状細菌である。図1は本発明の細菌の走査型電子顕微鏡写真である。
本菌株は界面活性剤で汚染された排水堆積物から単離されたものである。スクリーニングは、集積培養法を用いて行った。本発明の菌株は以下に詳述する種々の生化学特性を有する。
現在、アルキルフェノールポリエトキシレート型の非イオン界面活性剤を分解する能力が最もよく知られている菌株は主にPseudomonas putida種である。3種類の方法で評価することにより、本発明の菌株は従来開示されている菌株とは異なることが示された。本発明の菌株は、16S rDNAシークエンシング方法、Biolog法および脂肪酸フィンガープリント法の3種の方法により、従来とは異なるものであることが確認された。図2は、本発明の細菌の16S rDNAシーケンスである。16S rDNAシークエンシング方法の解析結果は、本発明の菌株がPseudomonas種に類似することを示唆するにとどまる。しかしながら、Biolog法の解析結果は、本発明の菌株がPseudomonas nitroreducens(シュードモナス・ニトロレデュセンス)に非常に類似することを示唆する。一方、脂肪酸フィンガープリント法の解析結果は、本発明の菌株がPseudomonas aeruginosaにより類似することを示唆する。Pseudomonas aeruginosaとPseudomonas nitroreducensとの間で分類学的に特有の生化学特性を比較すると、ゼラチン加水分解活性がPseudomonas aeruginosaには存在するが、Pseudomonas nitroreducensにはないことがわかる。そのため、これらの生物学的特性から、本発明の菌株はPseudomonas nitroreducensであるといえる。当該菌株はまた、Triton X-100(OPEOn、平均n=9.5のとき)を唯一の炭素源として利用する能力を有するため、Pseudomonas nitroreducens TX1であることがわかる。
本発明のPseudomonas nitroreducens TX1は、以下に限らないが、アルキルフェノールポリエトキシレート、ポリエチレングリコール、ドデシルオクチルエトキシレート、1,4-ジオキサン、トリオキサンおよび環状エーテルなどのような有機ポリマーを分解し得る。更に、この株は、アルキルフェノールポリエトキシレートを唯一の炭素源として利用して、アルキルフェノールポリエトキシレートを含む培地中で増殖し得る。更に詳細には、この株は、好気的環境下１５℃から３７℃で、アルキルフェノールポリエトキシレートを分解し、アルキルフェノールポリエトキシレートを唯一の炭素源として利用し得る。種々のアルキルフェノールポリエトキシレートの化学式は以下のように示すことができる：
Figure 0003967741
 ここで、Rが以下に示すようなオクチル基ならば：
Figure 0003967741
 アルキルフェノールポリエトキシレートはオクチルフェノールポリエトキシレート(OPEOn)であり、Rが以下に示すようなノニル基(分枝鎖または直鎖)、分枝鎖：
Figure 0003967741
 または直鎖：
Figure 0003967741
 の何れかならば、アルキルフェノールポリエトキシレートはノニルフェノールポリエトキシレートである。
特に、この株は、広範囲の濃度のアルキルフェノールポリエトキシレート(0.05%から20%)を含む培地中で増殖可能である。本発明の菌株は、非常に高濃度のアルキルフェノールポリエトキシレートを含む培地であっても十分増殖が可能である点に注目すべきである。
本発明の一態様において、本発明の菌株は、アルキルフェノールポリエトキシレートを含む、例えば0.5%、ＭＳＢ(無機塩ベース)培地で増殖する場合、世代時間は0.5〜2時間である。ＭＳＢ培地の詳細は、刊行物、R. Y. G. Stanier, C. Bazire, and W. R. Sistrom, Kinetics studies of pigment synthesis by non-surfur purple bacteria. J. Cell Comp. Physiol., 49: 25-28 (1966) に見ることができる。
例証として更にオクチルフェノールポリエトキシレートを使用した。図3は、唯一の炭素源としてオクチルフェノールポリエトキシレートを含む培地中でのこの株の増殖速度および分解速度を示すグラフである。図3に示すように、ｘ軸は時間を示し、左のｙ軸は細菌増殖率を示し、そして右側のｙ軸はオクチルフェノールポリエトキシレート分解率を示し、ここで、細菌増殖率は、細胞が最大限生じたときのその量(これを100%とする)に基づいている。明らかに図3に示されるように、この菌株はオクチルフェノールポリエトキシレートを分解することができ、その間、当該菌株は増殖し続ける。
更に、アルキルフェノールポリエトキシレートの分解におけるこの株の酸素吸収活性は非常に高い。解析の結果、種々の濃度のアルキルフェノールポリエトキシレートでの酸素吸収は、細胞含水重量１ｇあたり230μモル/分から1000μモル/分の範囲となることがわかる。これは、これまでに報告されている、アルキルフェノールポリエトキシレートで記録された酸素吸収活性のうちで最も高い。
上記に基づき、本発明の菌株は、非イオン界面活性剤の活性を中和することができ、有機ポリマーを分解することができる。更に、この菌株は、非イオン界面活性剤または有機ポリマーを唯一の炭素源として利用して増殖し得る。したがって、本発明の菌株は、土壌のバイオレメディエーションを含む環境汚染の処理、水質汚濁の処理、および他の類似の系に有用である。
本発明の範囲または精神から逸脱することなく本発明の構成に種々の修正変更を加え得ることが当業者にとって明らかである。上記の観点から、本発明は、特許請求の範囲およびその均等の範囲内となることが意図される。本発明の変更、修正をカバーすることが意図されている。
添付の図面は本発明の更なる理解を提供するために含まれており、本明細書の一部に組み込まれており、本明細書の一部を構成する。当該図面は本発明の実施例を例示しており、本明細書の記載と共に本発明の内容の説明に役立つ。
図1は本発明の細菌の走査型電子顕微鏡写真である。 図2は本発明の細菌の16S rDNAシーケンスである。 図3は唯一の炭素源としてオクチルフェノールポリエトキシレートを含む培地中で増殖する本発明の菌株の増殖速度および分解速度を示すグラフである。

Claims (3)

  1. アルキルフェノールポリエトキシレートを分解する菌株である、Pseudomonas nitroreducens TX1（ＰＴＡ−６１６８）。
  2. Pseudomonas nitroreducens TX1（ＰＴＡ−６１６８）をアルキルフェノールポリエトキシレートを含む水性環境下において培養することを含む、該水性環境よりアルキルフェノールポリエトキシレートを除去する方法。
  3. アルキルフェノールポリエトキシレートがノニルフェノールポリエトキシレートおよびオクチルフェノールポリエトキシレートからなる群から選ばれる、請求項２の方法。
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