2007 Fiscal Year Annual Research Report
木質バイオマスの生成・分解・機能に対する計算化学解析
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17380103
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
重松 幹二 Fukuoka University, 工学部, 教授 (00242743)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堤 祐司 九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (30236921)
岸本 崇生 富山県立大学, 工学部, 准教授 (60312394)
河合 真吾 静岡大学, 農学部, 准教授 (70192549)
渡辺 隆司 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80201200)
光永 徹 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (20219679)
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| Keywords | バイオマス / 計算化学 / 分子軌道法 / 分子動力学法 / 酵素反応 / 植物 / リグニン / タンニン |
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| Research Abstract |
本年度は研究計画の最終年度に当たり,論文2編,学会発表2件を行なった。また8月には学会の折,広島において全体会議を行なった。
1.リグニンの重合機構 リグニンモノマーのラジカル状態における分子軌道計算に対する適切な計算モデルと基底関数を調査し,UB3LYP/6-31G*が適切であるとの結論を得た。しかしα位水酸基の生成過程を解析するには半経験的分子軌道法であるRPM3でしか計算が収束せず,計算にテクニックを要することがわかった。 活性状態の酵素の分子軌道計算に対しては,並列化GaussianによるPM3法である程度の結果は得られたが,精度が低い計算法のために論文発表には至らなかった。
2.バイオマスの熱化学分解 セロビオースの熱融解現象をモデルとして,分子動力学法における計算パラメータのチューニングを行なった。これにより,高熱水におけるセルロースの結晶転移シミュレーションを行なう準備が整った。
3.リグニン分解酵素の作用機構 基質であるリグニン類縁物質のNMRスペクトルを分子軌道計算に基づいてシミュレートし,判別が困難な化合物の構造推定に有効であることがわかった。担子菌によるリグニンの生分解では,代謝物由来のフリーラジカルがリグニンを酸化分解する機構が含まれる。この作用機構の解析のため,ペルオキシラジカル,アルコキシラジカル,カーボンセンターラジカルとリグニン二量体モデルの反応部位及び反応性を分子軌道計算により予測した。
4.タンニンの酵素活性阻害機構 タンニンの基本単位であるカテキンの加熱による異性化反応率を実測し,計算化学から予測される平衡定数と比較した。その結果,定性的には現実の挙動を説明できるが,定量的には計算精度に問題があることがわかった。
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Research Products
(4 results)
