「ドリン剤農薬（環状ジエン殺虫剤）分解菌の探索」　2022.5 更新

　近年、農耕地土壌に広く低濃度で分布しているPOPs（残留性有機汚染物質）等難分解性の有機化合物の分解除去技術としてバイオレメディエーションが注目されています。しかしながら、ディルドリン等高度に塩素化されたジエン農薬を好気的に脱塩素分解する細菌はほとんど知られておりませんでした。我々は、極めて低極性なこれらドリン剤を誘導化して分解菌検索を容易にする研究を行っています。

１．エンドスルファン連用（＞10年）土壌から単離した糸状菌Mucor racemosus DDF がディルドリンをアルドリン trans-ジオールに酸化することがわかりました。
２．集積培養により得た好気性菌Pseudonocardia sp. strain KSF27が、ディルドリンを更にジヒドロクロリデン二酸に分解すること、一方、Mucor racemosus DDF では、リン酸抱合が起こることを明らかにしました。これは昆虫で一例知られるのみで微生物では初めての発見です。いずれも、過去に開発した「電磁波照射硫酸化反応」を利用して合成した化合物との比較を行うことで、代謝生成物を同定しています。 ３．Phlebia属白色腐朽菌において、ディルドリンが9-syn-ヒドロキシディルドリンに代謝されることがわかりました。

　
４．エンドスルファン連用土壌から単離した好気性菌Rhodococcus koreensis S1-1株が、エンドスルファンサルフェートを新規な代謝産物エンドスルファンジオール＝モノサルフェートに変換することを明らかにしました。本研究でも「電磁波照射硫酸化反応」による合成品を用いて同定を行いました

５．オクタクロロジプロピルエーテル（ＯＣＤＰＥ）の光照射下等での加水分解経路について研究しています（操海群教授）。

６．結晶スポンジ法を用いたαｰHCH類縁体の微量迅速構造決定（高木和弘博士・藤田誠博士）
土壌中に存在するPOPsおよび代謝物の構造決定は極めて困難です。結晶スポンジ法を用て、各種代謝物（わずか５マイクログラム）の構造を迅速に決定することができました。
図はγｰHCHと結晶スポンジ格子の空間配置を示しています。＜BR>

７．植物内生菌によるPCPリン酸化の発見（高木和弘博士・伊藤虹児博士）
植物内生菌Bacillus sp.がペンタクロロフェノールをリン酸化することを発見しました。
代謝物の構造はX線結晶構造解析で決定しました。また、化学合成したリン酸エステルおよび硫酸エステルの内、前者が代謝物と一致しました。

　共同研究先：高木和広博士（農環研・東京農大）、近藤隆一郎教授（九大）、亀井一郎教授（宮崎大）、藤田誠教授（東京大学）、操海群教授（中国・安徽農業大学）
　実験者：佐藤勇気、長島優太、小竹正晃、片山峻樹
農水省プロジェクト（生産・流通・加工工程における体系的な危害要因の特性解明とリスク低減技術の開発）「野菜等におけるPOPsのリスク低減技術の開発」

252. "Isolation of a Novel Endophytic Bacillus Strain Capable of Transforming Pentachlorophenol and Structure Determination of Pentachlorophenol Phosphate Using Single Crystal X-ray Diffraction"
　　　Koji Ito, Ryota Kataoka, Shunki Katayama, Hiromasa Kiyota, Ahmad Mahmood, Takashi Kikuchi, Tkashi Sato, Futa Sakakibara, Kazuhiro Takagi, J. Agric. Food Chem. 70(3), 770-776 (2022). 10.1021/acs.jafc.1c05987

250. "Structure Analysis of Polyhalogenated Persistent Organic Pollutants by the Crystalline Sponge Method"
　　　Jiazhuo Chen, Takashi Kikuchi, Kazuhiro Takagi, Hiromasa Kiyota, Kiyohiro Adachi, Takaaki Mitsuhashi, Makoto Fujita, Chem. Lett. 51(1), 85-87 (2022). 10.1584/jpestics.D20-23

238. "Biochemical Characterisation of NADH:FMN Oxidoreductase HcbA3 from Nocardioides sp. PD653 in Catalysing Aerobic HCB Dechlorination"
　　　Koji Ito, Kazuhiro Takagi, Ryota Kataoka, Hiromasa Kiyota, J. Pestic. Sci. 45(3), 125-131 (2020). 10.1584/jpestics.D20-23

235. "Dehalogenation and Dissipation of Chloroaromatic Compounds by Nocardioides sp. PD653: Characterization of the Substrate Specificity"
　　　Koji Ito, Kazuhiro Takagi, Ryota Kataoka, Hiromasa Kiyota, Akio Iwasaki, J. Pestic. Sci. 44(3), 171-176 (2019).

209. "Isolation of Endosulfan Sulfate-degrading Rhodococcus koreensis strain S1-1 from Endosulfan Contaminated Soil and Identification of a Novel Metabolite, Endosulfan Diol Monosulfate"
　　　Koji Ito, Fujimasa Kawashima, Ryota Kataoka, Masaaki Kotake, Hiromasa Kiyota, Kenichi Yamazaki, Futa Sakakibara, Sanae Okada, Kazuhiro Takagi, Biochem. Biophys. Res. Commun. 473 (4), 1094-1099 (2016).

205. "Hydrolysis of Octachlorodipropyl Ether Photolysis in Aqueous Solution"
　　　Yan-Hong Shi, Min Liao, Hiromasa Kiyota, Ri-Mao Hua, Xiang-Wei Wu, Jun Tang, Hai-Qun Cao, Furesen. Environ. Bull., 24, 2534-2539 (2015).

203. "Kinetics of Octachlorodipropyl Ether Photolysis in Aqueous Solution"
　　　Yan-Hong Shi, Min Liao, Hiromasa Kiyota, Hai-Qun Cao, Ri-Mao Hua, Feng Tang, Yong-De Yue, J. Pesticide Sci., 40, 49-54 (2015).

199. "難分解性土壌残留農薬ディルドリンの分解菌の探索と代謝経路の同定"
　　　清田洋正, 岡山大学環境報告書, 16 (2014).[解説]

196. "Novel Phosphorylation of Aldrin-trans-diol by Dieldrin-degrading Fungus Mucor racemosus strain DDF"
　　　Ken-ichi Yamazaki, Kazuhiro Takagi, Ryota Kataoka, Masaaki Kotake, Teiko Yamada, Hiromasa Kiyota, Int. Biodet. Biodeg., 92, 36-40 (2014).

166. "Novel metabolic pathways of organochlorine pesticides dieldrin and aldrin by the white rot fungi of the genus Phlebia"
　　　Pengfei Xiao, Toshio Mori, Ichiro Kamei, Hiromasa Kiyota, Kazuhiro Takagi, Ryuichiro Kondo, Chemosphere, 85, 218-224 (2011).

159. "Isolation and identification of dieldrin-degrading Pseudonocardia sp. strain　KSF27 using a soil-charcoal perfusion method with aldrin trans-diol as a　structural analog of dieldrin"
　　　Futa Sakakibara, Kazuhiro Takagi, Ryota Kataoka, Hiromasa Kiyota, Yuki Sato, Sanae Okada, Biochem. Biophys. Res. Commun., 411, 76-81 (2011).

146. "Biodegradation of Dieldrin by a Soil Fungus Isolated from a Soil with Annual Endosulfan Application"
　　　Ryota Kataoka, K. Takagi, Ichiro Kamei, Hiromasa Kiyota, Yuuki Sato, Environ Sci. Technol., 44, 6343-6349 (2010).