微生物が特定の「永遠の化学物質」を破壊することが判明(Microbes found to destroy certain ‘forever chemicals’)

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2024-07-17 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)の環境工学チームが、「永久化学物質」(PFAS)を分解する特定の細菌種を発見しました。これにより、汚染された飲料水の低コスト処理が進展する可能性があります。発見された細菌はAcetobacterium属に属し、世界中の廃水環境で一般的に見られます。PFASは炭素-フッ素結合が非常に強いため、環境中で分解されにくいですが、UCRの研究者たちはこれらの結合を切断できる細菌を見つけ、これが初めての「還元的脱フッ素化」を行う細菌であることを確認しました。ただし、この細菌は不飽和PFAS化合物にのみ効果があります。研究チームは、これらの細菌に含まれる特定の酵素を特定し、これを改良することで、他のPFAS化合物にも効果を持たせる可能性を示しました。この発見は、PFAS汚染を生物学的に処理する新たな方法を提供し、環境保護に貢献します。

<関連情報>

アセトバクテリウム属細菌によるペルフルオロ不飽和カルボン酸の脱フッ素に関与する電子分岐系とフッ化物排出系 Electron bifurcation and fluoride efflux systems implicated in defluorination of perfluorinated unsaturated carboxylic acids by Acetobacterium spp

YAOCHUN YU, FENGJUN XU, WEIYANG ZHAO, CALVIN THOMA , […], AND YUJIE MEN
Science Advances  Published:17 Jul 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.ado2957

微生物が特定の「永遠の化学物質」を破壊することが判明(Microbes found to destroy certain ‘forever chemicals’)

Abstract

Enzymatic cleavage of C─F bonds in per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) is largely unknown but avidly sought to promote systems biology for PFAS bioremediation. Here, we report the reductive defluorination of α, β-unsaturated per- and polyfluorocarboxylic acids by Acetobacterium spp. The microbial defluorination products were structurally confirmed and showed regiospecificity and stereospecificity, consistent with their formation by enzymatic reactions. A comparison of defluorination activities among several Acetobacterium species indicated that a functional fluoride exporter was required for the detoxification of the released fluoride. Results from both in vivo inhibition tests and in silico enzyme modeling suggested the involvement of enzymes of the flavin-based electron-bifurcating caffeate reduction pathway [caffeoyl-CoA reductase (CarABCDE)] in the reductive defluorination. This is a report on specific microorganisms carrying out enzymatic reductive defluorination of PFAS, which could be linked to electron-bifurcating reductases that are environmentally widespread.

生物工学一般
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