1988 Fiscal Year Annual Research Report
微生物及び酵素によるリグニンの完全分解に関する研究
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60440015
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
樋口 隆昌 京都大学, 木材研究所, 教授 (00027153)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅澤 俊明 京都大学, 木材研究所, 助手 (80151926)
島田 幹夫 京都大学, 木材研究所, 講師 (50027166)
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| Keywords | リグニンペルオキシダーゼ / 高分子リグニン / 白色腐朽菌 / リグニン微生物分解 / リグニナーゼ / 芳香核開裂 / 側鎖開裂 |
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| Research Abstract |
リグニンの微生物分解機構の解明は、未利用再生産可能資源であるリグニンの有用物質への生化学変換、またパルプ廃液の微生物処理の基礎的研究として重要である。本年度の研究実績の概要は次の通りである。
1.代表的なリグニン分解菌である白色腐朽菌の一種、Phaner-ochaete chrysosporiumのリグニン分解酵素(リグニンペルオキシダーゼ)が、低分子のリグニンサブストラクチャーモデル化合物の芳香核及び側鎖の開裂を触媒すること、及びその反応機構の解明については、昨年度までに我々が報告した。
2.本年度の研究に於ては、昨年度までの成果をふまえ、未解明であった高分子リグニンのこの酵素による分解機構を検討した。すなわち、(βーOー4)ー(βーβ)型リグニンモデル三量体とコニフェリルアルコールから高分子リグニンを合成し、この合成リグニンのリグニンペルオキシダーゼによる分解について検討した。その結果、従来我々が報告した、リグニンサブストラクチャーモデル化合物のこの酵素による分解機構は、高分子リグニンの分解にも適合することが示された。また、この酵素によるリグニン分解に際して、再縮合するとされているフェノール性芳香核単位も、この酵素の作用により芳香核開裂をうけることが示された。
3.以上の結果から、高分子リグニンの、リグニンペルオキシダーゼによる分解は以下の機構によって進行することが明らかにされた。すなわち、まずリグニンの芳香核がこの酵素によって-電子酸化され、カチオンラジカルが生成する。次にこのカチオンラジカル中間体と、水分子等の求核試薬及び酵素分子等のラジカルとが反応し、最終的に芳香核開裂及び側鎖の開裂がおこることによってリグニンが分解されるというものである。
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