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2015 Fiscal Year Research-status Report

ナノアーキテクチャーとしての澱粉の構造的研究

Research Project

Project/Area Number 26450183
Research InstitutionOsaka Electro-Communication University

Principal Investigator

湯口 宜明  大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (00358300)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords澱粉 / グリコーゲン / グルカンデンドリマー / 小角X線散乱
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、澱粉(アミロース、アミロペクチン)及びグリコーゲンの溶液構造を多種の電磁波散乱法(光散乱、小角X線散乱、超小角X線散乱)を駆使することによって、これまでにない広い角度領域つまり広いスケールで鎖の局所構造から全体構造を明らかにする。さらに固体構造、溶液からゲル化する過程での構造形成ダイナミクスを、時分割X線散乱法などを用いて観察することで、澱粉の高次構造形成のメカニズムを明らかにして、糊化・老化現象の知見を得る。また得られた構造の基礎的知見を活用して、包接構造の観察、新規な構造をもつ酵素合成されたグルカン鎖の構造解析に適用すると同時に、これらの試料によって、天然澱粉の構造解析へのフィードバックを行うというものである。
当該年度では、酵素合成グリコーゲン(グルカンデンドリマー)について得られた小角X線散乱データをさらに解析を進め、ハイパーブランチモデルによる理論散乱関数との比較を行い、内部構造に関する知見を得ることができた。さらに酵素反応によりグルカンデンドリマーの形成過程を時分割小角X線散乱法により追跡することに成功した。慣性半径の大きさの経時変化を追跡することができ、反応過程をリアルタイムで観察できた。さらに動的光散乱法によっても酵素反応による形成過程を観測することができた。またグルカンデンドリマーの形状を原子間力顕微鏡で観察することができ、形状についても確認することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

予定していた酵素反応による酵素合成グルカンデンドリマーの形成過程を時分割小角X線散乱法により測定する事に成功し、成果を得ることができたためである。またこれらの成果を学会で発表することもできた。

Strategy for Future Research Activity

グルカンデンドリマーの形成過程について、X線散乱法および動的光散乱法を用いることで観測できるようになった。今後は様々な酵素反応条件を試していくことでより詳細な形成メカニズムを考察する。また澱粉の構造についてまだ予備的な実験の段階であるので、今後は小角X線散乱法を中心に本格的に構造解析を進める。

Causes of Carryover

当該年度において、企業からの提供試料を使用でき、効率良く実験を進めることができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度ではより成果の普及を促進するために成果発表のための旅費の一部として使用する。

  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Small-angle X-ray scattering measurements of gels produced from α-amylase-treated cassava starch granules2016

    • Author(s)
      T. Ichihara, J. Fukuda, T. Takaha, S. Suzuki, Y. Yuguchi, S. Kitamura
    • Journal Title

      Food Hydrocolloids

      Volume: 55 Pages: 228-234

    • DOI

      10.1016/j.foodhyd.2015.11.012

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酵素合成グルカンデンドリマーの構造と形成過程2016

    • Author(s)
      蔭山茜, 柳瀬美千代, 鷹羽武史, 湯口宜明
    • Organizer
      日本農芸化学会関西支部例会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-02-06
  • [Presentation] Structural formation of some polysaccharides as observed by time-resolved small angle X-ray scattering2015

    • Author(s)
      Y. Yuguchi, K. Yamamoto, S. Suzuki and S. Kitmura
    • Organizer
      8th KIFEE International Symposium
    • Place of Presentation
      NTNU(Norway)
    • Year and Date
      2015-09-20 – 2015-09-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural formation of xyloglucan by addition of polyphenols2015

    • Author(s)
      Y. Yuguchi, M. Kawabata
    • Organizer
      8th KIFEE International Symposium
    • Place of Presentation
      NTNU(Norway)
    • Year and Date
      2015-09-20 – 2015-09-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酵素合成グルカンデンドリマーの溶液構造と形成過程2015

    • Author(s)
      蔭山茜, 柳瀬美千代, 鷹羽武史, 湯口宜明
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成27年度大会
    • Place of Presentation
      奈良春日野国際フォーラム(奈良県奈良市)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-17
  • [Presentation] 酵素合成したグルカンデンドリマーの水溶液中における構造解析2015

    • Author(s)
      蔭山茜, 柳瀬美千代, 鷹羽武史, 湯口宜明
    • Organizer
      セルロース学会第22回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-07-09 – 2015-07-10

URL: 

Published: 2017-01-06  

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