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酸素脱リグニン過程における炭水化物の分解機構の解析

Research Project

Project/Area Number 12J07723
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 木質科学
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中川 明彦  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords酸素脱リグニン / セルロース / パルプ / リグニン / 速度論的同位体効果
Research Abstract

酸素脱リグニン過程で問題となる多糖類の分解は、酸素分子によってではなく、酸素がリグニン中のフェノール性部位と反応することによって生成する活性酸素種(AOS)によって、引き起こされる。AOSによる多糖類の分解を抑制するためには、酸素脱リグニン過程においてAOSが行う反応の解明が必須である。このためには、まずはモデル化合物を用いて基礎的知見を蓄積することが、重要である。今年度では、酸素脱リグニン条件下において、AOSが糖モデル化合物を構成する炭素―水素結合の中でどれを優先的に攻撃するかについて明らかにすることを、目的とした。なお本研究では、実際の酸素脱リグニンに近い条件下で反応を行うため、糖モデル化合物と共にフェノール性化合物を共存させ、これと酸素との反応によって系中でAOSを生成させた。
上記目的のため、糖モデル化合物であるmethyl β-D-glucopyranoside (MGP)とMGPのアノマー位、C-2位、C-3位、C-4位、C-5位あるいはC-6位に重水素を持つ重水素化MGPの2種類を共にAOSと反応させ、MGPの分解の方が速いかどうか、すなわち、速度論的同位体効果が観測されるかどうか、を調べた。これによって、MGPのどの水素がAOSによって引き抜かれやすいのか、についての検討を試みた。その結果、MGPと重水素化MGPの分解の差が大きい順にこれを重水素の存在する位置で示すと、AOSとの反応では、C-3位>アノマー位≈C-2位>C-4位>C-6位>C-5位となり、この順番は、既往の知見に比較的近いものとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

(抄録なし)

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Investigation on the hydrogen abstraction from methyl glucoside by active oxygen species under oxygen delignification conditions IV : appearance of kinetic isotope effect in the reaction between methyl glucoside and deuterated methyl glucoside2012

    • Author(s)
      Akihiko Nakagawa, Tomoya Yokoyama, Yuji Matsumoto
    • Journal Title

      Journal of Wood Science

      Volume: 6 Issue: 6 Pages: 563-569

    • DOI

      10.1007/s10086-012-1289-z

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸素漂白過程における炭水化物の被攻撃部位の特定2013

    • Author(s)
      中川明彦、横山朝哉、松本雄二
    • Organizer
      第58回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      サンポートホール高松(香川県)
    • Year and Date
      2013-11-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素脱リグニン過程における活性酸素種による炭水化物被攻撃部位の特定4. 炭水化物と活性酸素種との反応に対する炭水化物の立体配置の影響について2013

    • Author(s)
      中川明彦、横山朝哉、松本雄二
    • Organizer
      第80回紙パルプ研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学農学部弥生講堂
    • Year and Date
      2013-06-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素漂白条件下における炭水化物と活性酸素種との反応に対する炭水化物の立体配置の影響2013

    • Author(s)
      中川 明彦、横山 朝哉、松本 雄二
    • Organizer
      第63回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      岩手大学 (岩手県)
    • Year and Date
      2013-03-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of kinetic isotope effect in hydrogen abstraction from carbohydrate by active oxygen species2012

    • Author(s)
      Akihiko Nakagawa, Tomoya Yokoyama, Yuji Matsumoto
    • Organizer
      The 4th International Conference on Pulping, Papermaking and Biotechnology
    • Place of Presentation
      中国・南京
    • Year and Date
      2012-11-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素脱リグニン過程における活性酸素種による炭水化物被攻撃部位の特定 3. 水素引き抜き反応における速度論的同位体効果の出現について2012

    • Author(s)
      中川 明彦、横山 朝哉、松本 雄二
    • Organizer
      第79回紙パルプ技術協会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京都)
    • Year and Date
      2012-06-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.woodchemistry.fp.a.u-tokyo.acjp/member002001.pdf

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.woodchemistry.fp.a.u-tokyo.ac.jp/member_005.htm

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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