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Structure of xylan prepared by hydrothermal and ionic liquid treatment and its enzymatic degradation behavior

Research Project

Project/Area Number 17K07874
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Wood science
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Mizuno Masahiro  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (60432168)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords植物細胞壁 / イオン液体 / リグニン―糖複合体 / キシラン / キシラナーゼ / アセチルキシランエステラーゼ / α-グルクロニダーゼ / 4-O-メチルグルクロニルエステラーゼ / リグニン / ヘミセルロース / セルロース / 水熱処理
Outline of Final Research Achievements

Xylan is one of the plant cell wall components. As it contains some acetyl substituents attached to the xylan backbone, it is difficult to extract in the natural state using general alkali extraction methods. In this study, for the purpose of clarifying the reactivity of xylan-degrading enzyme to natural xylan, extraction of natural xylan by ionic liquid, its structure analysis and evaluation of enzymatic degradability were performed. As a result, natural xylan containing not only acetyl group but also binding to lignin was obtained by ionic liquid extraction. In addition, it was shown that the reactivity of xylan-degrading enzyme was hindered by acetyl group and lignin.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バイオマスの利活用を推進する上で、植物細胞壁の2~3割を占めるキシランなどのヘミセルロースの利用は重要となる。本研究では、イオン液体を用いることで、植物細胞壁から天然状態のキシランを調製する方法を構築した。本成果は、植物の種類によって大きく構造が異なるため、統一的な理解が進んでいなかったキシランの構造を正確に把握するための手法を提供するものである。これにより、キシランの酵素分解に必要な情報を蓄積することが可能となり、更なるキシラン利用の拡大につなげることに貢献できる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] イオン液体を用いた天然型キシランの抽出とその構造的特徴2020

    • Author(s)
      高相昊、水野正浩、河本啓太、三森亮、早川源矢、天野良彦
    • Journal Title

      応用糖質科学

      Volume: 10 Pages: 76-82

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of Acetylxylan Esterase from White-Rot Fungus <i>Irpex lacteus</i>2019

    • Author(s)
      Koh Sangho、Imamura Seika、Fujino Naoto、Mizuno Masahiro、Sato Nobuaki、Makishima Satoshi、Biely Peter、Amano Yoshihiko
    • Journal Title

      Journal of Applied Glycoscience

      Volume: 66 Issue: 4 Pages: 131-137

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2019_0007

    • NAID

      130007748559

    • ISSN
      1344-7882, 1880-7291
    • Year and Date
      2019-11-20
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] イオン液体で抽出したリグニン・ヘミセルロース複合成分の分子量解析2019

    • Author(s)
      高相昊、河本啓太、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体を用いた木質細胞壁構成成分の分画および組成分析2019

    • Author(s)
      河本啓太、高相昊、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体で抽出した天然型キシランを基質とする酵素反応性の解析2019

    • Author(s)
      高相昊、竹内啓一郎、河本啓太、三森亮、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      セルラーゼ研究会第33回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体抽出法によって得られた天然型キシランのアセチル修飾基構造の解析2019

    • Author(s)
      高相昊、河本啓太、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      日本応用糖質科学会2019年度大会(第68回)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Irpex lacteus由来アセチルキシランエステラーゼの人工基質および天然型基質への活性評価2019

    • Author(s)
      今村星香、高相昊、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      日本応用糖質科学会2019年度大会(第68回)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Irpex lacteus NK-1由来CE1アセチルキシランエステラーゼの基質特異2018

    • Author(s)
      高相昊、今村星香、千葉康貴、藤野尚人、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      セルロース学会第25回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 水熱処理抽出した天然型キシランを用いたCE1エステラーゼの脱アセチル化反応の解析2018

    • Author(s)
      高相昊、今村星香、千葉康貴、藤野尚人、天野良彦、水野正浩
    • Organizer
      セルラーゼ研究会 第31回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Irpex lacteus由来GH131酵素の異種発現と多糖への吸着特性2018

    • Author(s)
      倉崎大城、高相昊、藤野尚人、天野良彦、水野正浩
    • Organizer
      セルラーゼ研究会 第31回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] イオン液体で抽出されるキシラン成分に対する酵素分解性2018

    • Author(s)
      高相昊、三森亮、河本啓太、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成30年度大会(第67回)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] イオン液体処理における植物細胞壁多糖成分の溶解と回収2018

    • Author(s)
      三森亮、河本啓太、高相昊、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成30年度大会(第67回)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Pestalotiopsis sp. AN-7由来CE15 グルクロニルエステラーゼの機能解析2017

    • Author(s)
      高相昊、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      セルラーゼ研究会 第31回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Irpex lacteus NK-1株由来アセチルキシランエステラーゼの発現及び諸性質の解析2017

    • Author(s)
      千葉康貴、藤野尚人、高相昊、水野正浩、天野良彦
    • Organizer
      セルラーゼ研究会 第31回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Ionic liquid treatment and enzymatic degradation of soft biomass2017

    • Author(s)
      Masahiro Mizuno, Genya Hayakawa, Yoshihiko Amano
    • Organizer
      The 4th International Cellulose Conference
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 大学院5年一貫プログラム所属の高相昊さんが第33回セルラーゼ研究会ポスター賞を受賞

    • URL

      https://www.shinshu-u.ac.jp/topics/2019/09/533.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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