| Project/Area Number |
20K06169
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40020:Wood science-related
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| Research Institution | Kyoto University (2024)
Toyama Prefectural University (2020-2023) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | リグニン / モノリグノール / 脱水素重合 / ペルオキシダーゼ / ラッカーゼ / コニフェリルアルコール / シナピルアルコール / アシル化リグニン / NMR |
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| Outline of Research at the Start |
樹木のリグニンは、主要構造であるβ-O-4構造が50-60%を占めている。しかし、ペルオキシダーゼを用いたモノリグノールの脱水素重合物（DHP）のβ-O-4構造量は、樹木のリグニンと比べて著しく低い。その原因として、重合中のリグニン自身のベンゼン環による疎水領域や、セルロースやヘミセルロースを構成する単糖中のCH結合による疎水領域のため、実際の樹木細胞壁中でのリグニンの生合成環境は従来考えられている以上に疎水的でああると考えた。本研究では、DHPの酵素重合において、細胞壁中の疎水環境を再現し、β-O-4構造などのリグニンの化学構造におよぼす影響について明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
The β-O-4 structure is the predominant structure in tree cell walls, accounting for 50-60% of lignin. However, the amount of the β-O-4 structure in the dehydrogenative polymerization of monolignols (artificial lignin, or DHP), in a buffer solution with peroxidase, is only 0-35%. This is significantly lower than the amount found in cell wall lignin. In this study, we investigated the effects of enzyme type and pH on the dehydrogenative polymerization of monolignol. In addition, effect of different benzene nuclei and acylated monolignols were examined, focusing on the hydrophobicity of the polymerization environment.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
リグニンは、非常に複雑な化学構造をもつ地球上で２番目に多い天然高分子化合物である。しかし、化学構造の詳細や重合機構など不明な点が多く残されている。本研究は、リグニンの重合の際の環境が、従来考えられていたものよりも疎水的であり、その疎水性がリグニンの化学構造に大きな影響を与えているとの仮説の下、研究を行った。リグニンの化学構造の解明は、リグニン科学の分野における学術の発展だけでなく、リグニンの有効利用に向けた基盤技術の開発にも貢献すると期待できる。
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