山下　光雄
応用化学科 (工学部)
教授
生命化学研究室
■専門分野
遺伝子工学、応用微生物学、分子生物学、応用生化学
■研究の内容
■研究室分野キーワード
先端産業に不可欠なレアメタルは、近年、需要が増大していますが、枯渇化の恐れがあるにもかかわらず、廃棄されているのが実情です。本研究室では、安価な生物活性を活用して、廃棄物中から金属を浄化・回収・資源化する技術を開発しています。また、プロバイオティクスは、現代社会の重篤な問題であるアレルギー症状を緩和する作用があり、その緩和に有効なサイトカイン高誘導能を有する乳酸菌を、分子レベル、遺伝子レベルで解析し、応用することも目指しています。
材料・化学　ナノテクノロジー エネルギー・環境・資源
■教員研究テーマ
①プロバイオティクスによる体内環境浄化②メタルバイオ総合技術による体外環境浄化③バイオ気化工学
■相談可能な分野
■保有機器
■研究室のスタンス
レアメタル
レアアース
食品
医薬品
高速タンパク質分離装置
PCR 装置
■研究パネル
メタルバイオによる高効率・低コストな、稀少金属回収技術開発
■主な著書
  • 地球を救うメタルバイオテクノロジー ‐微生物と金属資源のはなし‐（2014/06 成山堂刊行）
  • レンゲと根粒菌の共生による重金属ファイトレメディエーション（2011/11 シーエムシー出版刊行「植物機能のポテンシャルを活かした環境保全・浄化技術　〜地球を救う超環境適合・自然調和型システム〜」 p.197～203）
  • Phytoremediation for soils contaminated by heavy metals using the symbiosis between Astragalus sinicus with rhizobacteria（2012/01 Pan Stanford Publishing刊行「Handbook of Metal Biotechnology: Applications for Environmental Conservation and Sustainability」 p.73～87）
  • メタロチオネインの改変による金属結合特性の改変（2009/03 シーエムシー出版刊行「環境・資源保全のためのメタルバイオテクノロジー - 新元素戦略の新しいキーテクノロジー -」 p.229～234）
  • レンゲと根粒菌の共生による重金属ファイトレメディエーション（2009/03 シーエムシー出版刊行「環境・資源保全のためのメタルバイオテクノロジー - 新元素戦略の新しいキーテクノロジー -」 p.91～96）
  • Rice vinegar（2009/01「Vinegars of the world」 p.221～232）
  • Arylsulfatase（2008/05 朝倉書店刊行「酵素ハンドブック第三版」）
  • Production of 5-aminolevulinic acid and vitamin B12 using metabolic engineering of Propionibacterium freudenreichii（2003/01 American Chemical Society刊行「ACS symposium series 862」 p.221～232）
  • タンパク質ハンドブック（2003/01 丸善（株）刊行「タンパク質ハンドブック」）
  • サザンブロットハイブリダイゼーション（2002/01 培風館刊行「生物工学実験書改訂版」 p.179～182）
  • プルラナーゼの生産（2001/01 共立出版刊行「発酵ハンドブック」 p.356～357）
  • イソアミラーゼなどの語彙の定義（1998/01 丸善（株）刊行「丸善食品総合辞典」）
  • Cloning vectors commonly used for recombinant microorganisms（1994/01 Marcel dekker Inc.刊行「RECOMBINANT MICROBES FOR INDUSTRIAL AND AGRICULTURAL APPLICATIONS.」 p.853～860）
  • Fundamental aspects of secretory enzyme production by recombinant microbes（1994/01 Marcel dekker Inc.刊行「RECOMBINANT MICROBES FOR INDUSTRIAL AND AGRICULTURAL APPLICATIONS」）
  • サザンハイブリダイゼーション（1992/01 培風館刊行「生物工学実験書」 p.114～117）
  • プラスミドDNAの分離と薬剤耐性遺伝子の形質転換（1992/01 培風館刊行「生物工学実験書」）
■主な論文
  • セレン酸還元細菌NT-I株を用いた廃水からのセレン回収（2014/02 水環境学会誌）
  • Draft Genome Sequence of Bacillus selenatarsenatis SF-1T, a promising agent for bioremediation of environmrnts contaminated with selenium and arsenic（2015/01 Genome Announc）
  • Selenium Volatilization under Aerobic Conditions and Recovery from Aqueous Phase by Pseudomonas stutzeri NT-I（2012/12 Water Research）
  • Characterizationof Pseudomonas stutzeri NT-I capable of removing soluble selenium from the aqueous phase under aerobic conditions.（2011/05 J. Biosci. Bioeng.）
  • Isolation and characterization of bacteria capable of reducing tellurium oxyanions to insoluble elemental tellurium for tellurium recovery from wastewater.（2012/07 Waste and Biomass Valorization）
  • Laboratory-Scale bioreactors for Soluble Selenium Removal from Selenium Refinery Wastewater Using Anaerobic Sludge（2011/06 Desalination）
  • Prophylactic effect of Lactobacillus oral vaccine expressing a Japanese ceder pollen allergen（2012/04 ）
  • Molecular Cloning and Characterization of the srdBCA Operon Encoding the Respiratory Selenate Reductase Complex from the Selenate-reducing Bacterium, Bacillus selenatarsenatis SF-1（2011/05 J. Bacteriol.）
  • Location of teichoic acids on the cell-surface affects to induce the interleukin-12 production in Lactobacillus plantarum.（2010/06 Microbiol. Immunol.）
  • Characterization of C-terminal Truncated Form of Amylopullulanase from Lactobacillus plantarum L137（2009/02 J. Biosci. Bioeng.）
  • 根粒菌―レンゲソウ共生系による重金属汚染土壌のファイトレメディエーション（2008/12 生物工学会誌）
  • Characterization of Gene Encoding Amylopullulanase from Plant-Originated Lactic Acid Bacterium, Lactobacillus plantarum L137.（2008/11 J. Biosci. Bioeng.）
  • Promotion of metal accumulation in nodule on Astragalus sinicus by the expression of the iron-regulated transpoter gene in Mesorhizobium huakuii subsp. rengei B3（2008/06 J. Biosci. Bioeng.）
  • Bacillus selenatarsenatis sp. nov., a selenate- and arsenate-reducing bacterium isolated from an effluent drain of a glass-manufacturing plant（2007/01 Int. J. Syst. Evol. Microbiol.）
  • Bioremediation of cadmium contaminated soil using symbiosis between leguminous plant and recombinant rhizobia with the MTL4 and the PCS genes（2007/01 Chemosphere）
  • Creation of an additional metal-binding site in human metallothionein-2（2006/01 J. Biosci. Bioeng.）
  • EGFP-Tagged Vasopressin Precursor Protein Sorting Into Large Dense Core Vesicles and Secretion From PC12 Cells（2005/01 Cellular and Molecular Neurobiology）
  • Production of tetrapyrrole compounds and vitamin B12 using genetically engineering of Propionibacterium freudenreichii. An overview（2005/01 Lait）
  • APeg3, a novel paternally expressed gene 3 antisense RNA transcript specifically expressed in vasopressinergic magnocellular neurons in the rat supraoptic nucleus（2005/01 Molecular Brain Research）
  • Characterization of arsenate-, selenate- and nitrate-reducing activities in Bacillus sp. SF-1（2004/01 Jpn. J. of Wat. Treat. Biol.）
  • Molecular Analysis of Promoter Elements from Propionibacterium freudenreichii（2004/01 J. Biosci. Bioeng.）
  • Production of Vitamin B12 in Genetically Engineered Propionibacterium freudenreichii（2004/01 J. Biosci. Bioeng.）
  • Effect of the Expression of the hemA and hemB Genes on the Production of Porphyrin in Propionibacterium freudenreichii（2004/01 Appl. Enviroment. Microbiol.）
  • 高機能プロバイオティクスとしての乳酸菌L137株（2003/01 ）
  • Toward elucidation the full spectrum of mite allergens - state of the art（2002/01 J. Biosci. Bioeng.）
  • Bacterium-based heavy metal biosorbents: enhanced uptake of cadmium by E. coli expressing a metallothionein fused to beta-galactosidase.（2002/01 Biotechniques）
  • Alteration of substrate specificity of cholesterol oxidase from Streptomyces sp. by site-directed mutagenesis（2002/01 Protein Eng.）
  • Development of xylitol oxidase based flow injection analysis for monitoring of xylitol concentrations（2002/01 Analytica Chimica Acta.）
  • A novel bioremediation system for heavy metals using the symbiosis between leguminous plant and genetically engineered rhizobia（2002/01 J. Biotechnol.）
  • Interactions of arsenic with human metallothionein-2（2002/01 J. Biochem.）
  • Identification of cell-specific mRNAs in oxytocinergic and vasopressinergic magnocellular neurons in rat supraoptic nucleus by single-cell differential hybridization（2002/01 Endocrinology）
  • The magnocellular neuronal phenotype: cell-specific gene expression in the hypothalamo-neurohypophysial system（2002/01 Prog. Brain Res.）
  • Genetic and protein engineering of diagnostic enzymes, cholesterol oxidase and xylitol oxidase（2001/01 J. Biosci. Bioeng.）
  • Heterologous expression of a gene encoding cholesterol oxidase in probiotic strains of Lactobacillus plantarum and Propionibacterium freudenreichii under the control of native promoters（2001/01 J. Biosci. Bioeng.）
  • Molecular characterization of Lactobacillus plantarum genes for β-ketoacyl-ACP-synthase Ⅲ (fabH) and acetyl coenzyme A carboxylase (accBCDA) that are essential for fatty acid biosynthesis（2001/01 Appl. Enviroment. Microbiol.）
  • Genetic design of stable metal-binding biomolecules, oligomeric metallothioneins（2001/01 Biocatalysis and Biotransformation）
  • Characterization of pRGO1, a plasmid from Propionibacterium acidipropionici, and its use for development of a host-vector system in Propionibacteria（2000/01 Appl. Enviroment. Microbiol.）
  • Molecular design of novel metal-binding oligomeric human metallothioneins（2000/01 Appl. Microbiol. Biotechnol.）
  • Isolation, characterization, and molecular cloning of a thermostable xylitol oxidase from Streptomyces sp. IKD472（2000/01 J. Biosci. Bioeng.）
  • セレン酸還元細菌NT-I株を用いた廃水からのセレン回収（2014/02 水環境学会誌）
  • Production of 5-Aminolevulinic Acid by Propionibacterium acidipropionici TISTR442（2011/04 J. Biosci. Bioeng.）
  • 共生植物メタルバイオは地球を救う！？（2006/01 ）
  • 乳酸菌L137株におけるアレルゲン遺伝子の発現-経口減感作療法を目指して（2004/01 ）
  • Escherichia coli cells penetrated by chrysotile fibers are transformed to antibiotic resistance by incorporation of exogenous plasmid DNA（2002/01 Appl Microbiol Biotechnol.）
  • 有用酵素タンパク質の機能改良に関する研究（1999/01 ）
  • Cyclic AMP regulation of the mob operon of the non-self-transmissible plasmid pEC3 isolated from a phytopathogenic bacterium（1998/01 ）
  • Effect of non-ionic detergents on apparent enzyme mechanism: V121A mutant of Streptomyces cholesterol oxidase endowed with enhanced sensitivity towards detergents（1998/01 Protein Eng.）
  • Improvement of thermal stability of a diagnostic enzyme, Streptomyces cholesterol oxidase, by random and site-directed mutagenesis and a structural interpretation（1998/01 Progress in Biotechnology, Stability and Stabilization of Biocatalysts）
  • Separation of the two reactions, oxidation and isomerization, catalyzed by Streptomyces cholesterol oxidase（1998/01 Protein Eng.）
  • Cloning, sequening and chracterisation of a downstream region of ksdDI operon of Arthrobacter simplex（1998/01 Acta Microbiologica Polonica）
  • Heavy metal-binding protein from Thiobacillus intermedius and adsorption of the cells to crystal particles of heavy metals（1998/01 Recent Res. Devel. in Fermentation & Bioeng.）
  • Amino acid residues specific for the catalytic action towards -1,6-glucosidic linkages in Klebsiella pullulanase（1997/01 J. Ferment. Bioeng.）
  • Phylogeny of bacterial symbionts of the leguminous tree Acacia mangium（1997/01 J. Ferment. Bioeng.）
  • The Propionibacterium freudenreichii hemYHBXRL gene cluster, which encodes enzymes and a regulator involved in the biosynthetic pathway from glutamate to protohem（1997/01 Appl. Microbiol. Biotechnol.）
  • Structural characterization of a new acidic exopolysaccharide and cyclic (1->2)β-glucan produced by Rhizobium huakuii forming nodules on Astragalus sinicus（1997/01 J. Ferment. Bioeng.）
  • Improvement of thermal stability of Streptomyces cholesterol oxidase by random mutagenesis and a structural interpretation（1997/01 Protein Eng.）
  • maoB, a gene that encodes a positive regulator of the monoamine oxidase gene (maoA) in Escherichia coli（1996/01 ）
  • Genetic organization of a DNA-processing region required for mobilization of a non-self-transmissible plasmid, pEC3, isolated from Erwinia cartovara subsp. carotovora（1996/01 ）
  • Recent advances in studies on Streptomyces cholesterol oxidase and gene clusters involved in steroid catabolism in prokaryotes（1996/01 Actinomycetol.）
  • The monoamine regulon including syntheses of arylsulfatase and monoamine oxidase in bacteria（1996/01 Biosci. Biotech. Biochem.）
  • Characterization of the hemB gene encoding δ-aminolevulinic acid dehydratase from Propionibacterium freudenreichii（1996/01 J. Ferment. Bioeng.）
  • Introduction and expression of the Streptomyces choresterol oxidase gene (choA), a potent insecticidal protein active against ball weevil larvae, into tabacco cell（1995/01 Appl. Microbiol. Biotechnol.）
  • A Klebsiella aerogenes moaEF operon is controlled by the positive MoaR regulator of the monoamine regulon（1995/01 Gene）
  • Genetic modification of the Streptomyces cholesterol oxidase gene for expression in Escherichia coli and development of promoter-probe vectors for use in enteric bacteria（1995/01 J. Ferment. Bioeng.）
  • Purification and characterization of the 3-ketosteroid-δ1-dehydrogenase of Arthrobacter simplex produced in Streptomyces lividans（1995/01 J. Biochem.）
  • Molecular cloning, expression in Streptomyces lividans, and analysis of a gene cluster from Arthrobacter simplex encoding 3-ketosteroid-δ1-dehydrogenase, 3-ketosteroid-δ1-isomerase, and a hypotetic regulatrory protein（1995/01 Mol. Microbiol.）
  • A novel 7- -(4-carboxybutanamido)-cephalosporanic acid acylase isolated from Pseudomonas strain C427 and its high-level production in Escherichia coli（1994/01 J. Ferment. Bioeng.,）
  • Random mutagenesis of pullulanase from Klebsiella aerogenes for studied of the sructure and function of the enzyme（1994/01 ）
  • Structural of IgE epitopes on a new 39-kD allergen molecule from the house dust mite, Dermatophagoides farinae（1994/01 Int. Arch. Allergy. Immunol.）
  • Genetic design of a gene for human metallothionein II and its expression as an active fusion protein in Escherichia coli（1994/01 J. Ferment. Bioeng.）
  • Nucleotide sequence of the gene for monoamine oxidase (maoA) from Escherichia coli（1994/01 J. Ferment. Bioeng）
  • Characterization of the nuclear large-subunit rRNA-encoding gene and the group-I self-splicing intron from Chlorella ellipsoidea C-87（1994/01 Gene）
  • Crystallization and preliminary X-ray analysis of copper amine oxidase from Escherichia coli K-12（1994/01 J. Mol. Biol.）
  • Purification, characterization and crystallization of monoamine oxidase from Escherichia coli K-12（1994/01 Biosci. Biotech. Biochem.）
  • Purification and characterization of monoamine oxidase from Klebsiella aerogenes（1993/01 ）
  • Bacterial cholesterol oxidase are able to act as flavoprotein-linked steroid monooxygeneses that catalyse the hydroxylation of cholesterol to 4-cholesten-6-ol-3-one（1993/01 Mol. Microbiol.）
  • Role of lipid modification on a starch-debranching enzyme, Klebsiella pullulanase; comparison of properties of lipid-modified and unmodified pullulanase（1992/01 ）
  • A monoamine-regulated Klebsiella aerogenes operon containing the monoamine oxidase structural gene (maoA) and the maoC gene（1992/01 J. Bacteriol.）
  • Gene cloning of the maoA and overproduction of a soluble monoamine oxidase from Klebsiella aerogenes（1991/01 Appl. Microbiol. Biotechnol.）
  • A sulfer- and tyramine-regulated Klebsiella aerogenes operon containing the arylsulfatase (atsA) gene and the atsB gene（1990/01 J. Bacteriol.）
  • Chemical synthesis, cloning, and expression of genes for human somatomedin C (insulin-like growth factor I) and 59Val-somatomedin C（1986/01 Ann. N. Y. Acad. Sci.）
  • Use of lac gene fusion to study regulation of tyramine oxidase, which is involved in depression of latent arylsulfatase in Escherchia coli（1984/01 Agri. Biol. Chem.）
  • In vivo cloning of arylsulfatase-tyramine oxidase genes in rec strains of Klebsiella aerogenes（1983/01 Agric. Biol. Chem）