セルロースの生合成機構と高次構造に関する研究

Research Project

Project/Area Number	62550641
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	高分子物性
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	高井光男北海道大学, 工学部, 助手 (50002019)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	清水祐一北海道大学, 工学部, 助手 (80142694) 戸坂圀夫北海道大学, 工学部, 助教授 (90001289) 林治助北海道大学, 工学部, 教授 (10001182)
Project Period (FY)	1987
Project Status	Completed (Fiscal Year 1987)
Budget Amount *help	¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000) Fiscal Year 1987: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords	セルロース / 高次構造 / 平行鎖配列 / 逆平行鎖配列 / バクテリアセルロース / セルローストリアセテート / 過熱水蒸気処理 / マーセル化
Research Abstract	得られた実験結果を列挙すると次のようになる. (1)(1〓0)面の選択的面配向構造を有するbacterialセルロースを18%NaOH, 室温でマーセル化しCell・IIへ転移させても, この面配向を維持している. (2)bacterialセルロースの生合成過程で生じる巨大球晶を(1)と同様にマーセル化しても, その前後における消光パターン及び干渉色の組合せなどに変化が見られず, 分子鎖の配向が変らない. (3)Cell・IIからでも酢化反応条件次第でcellulose triacetateI(CTAI)を生じる. (4)CTAIからCTAIIへの転移が繊維形態を保持したまま過熱水蒸気処理で可能である. (5)ボールミルで機械的に摩砕した天然セルロース非晶化物は水処理で容易にCell・IIを再結晶化する. (6)ramieを液体アンモニア処理して得たCell・IIIは20-NH_2SO_4, 室温の加水分解で繊維形態を保持したままCell・IIへ転校する. 以上の結果を総合して考えると, 天然セルロースと再生セルロースで分子鎖の向きが異ることは不自然である. 即, Cell・Iが平行鎖ならCell・IIも平行鎖, 逆平行鎖なら両者とも逆平行鎖と考えた方がより妥当と思われる. その理由について順に説明する. (1)において, もし分子鎖の逆転が起るならば, 選択的面配向構造を維持し得ない. (2)においても, もしback foldなどが生じるならば消光パターンや干渉色のコンビネーションに変化を生じる. (3)については, Sarko及びChanzyらがセルローストリアセテート誘導体の結晶構造解析を行い, CTAIでは平行鎖, CTAIIでは逆平行鎖を結論している. もし, これが正しいならば逆平行鎖を有するCell・IIからCTAIは決して生じないことになる. (4), (5)及び(6)においては, 繊維形態を保持してたままで分子鎖の逆転はあり得ないし, Chanzyが観察した様なShish-kebab構造は見られなかった. 以上の様な状況証拠の他に, 天然セルロースのramieが逆平行鎖構造を有するという直接的証拠も得た.