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白色腐朽菌によるリグニン分解機構の解明 -電子スピン共鳴法による研究-

研究課題

研究課題/領域番号 04J00404
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 林産科学・木質工学
研究機関京都大学

研究代表者

大橋 康典  京都大学, 生物圏研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード白色腐朽菌 / Ceriporiopsis subvermispora / リグニン / ペルオキシルラジカル / アルコキシルラジカル / カーボンセンターラジカル / ペルオキシラジカル
研究概要

C.subvermisporaによる選択的リグニン分解には有機ヒドロペルオキシドを介するラジカル反応が関与しているが、その過程で生成するペルオキシルラジカル(PR)、アルコキシルラジカル(AR)、カーボンセンターラジカル(CR)の何れが分解に関与しているのかは明らかでない。昨年度までの研究により、CR、ARはLMC分解能を有する一方、PRはLMCを分解できないことが明らかになった。そこで、各種ラジカルとLMCとの反応に関するさらなる知見を得るために、少量の溶液で高速フローESR測定をおこなうことのできるdielectric mixing resonator (Bruker, ER4117D-MVT)を用いて、ラジカルとの反応直後に生成するLMC由来ラジカルを直接測定することを試みた。本実験では、LMCがどのようなラジカル種によって分解されうるのか、また、ラジカル種によるLMC攻撃部位が何処なのかを直接かつ同時に明らかにすることができる。
本実験では、以下に示す反応でラジカルを発生させ、それぞれのLMCとの反応性を調べた。また、LMCとしては水溶性に優れ、安価で大量使用の出来るベラトリルアルコール(VA)を用いた。
Ti^<3+>+HO-OH→Ti^<4+>+HO^・+OH^-
Ti^<3+>+t-BuO-OH→Ti^<4+>+t+BuO^・+OH^-
Ce^<4+>+HOO-H→Ce^<3+>+HOO^・+H^+
Ce^<4+>+t-BuOO-H→Ce^<3+>+t-BuOO^・+H^+
HO^・とVAとの反応で生成したラジカルのESRスペクトルは、Ce^<4+>による一電子引き抜きで生成したVA、^<・+>のものとは明らかに異なっていた。このラジカルは、VAのパラ位にHO^・が付加して生成したラジカルであると推測される。一方、t-BuOO^・およびHOO^・とVAとの反応は観察されなかった。t-BuO^・はVAと反応していることが推測されたが、生成するVA由来ラジカルを直接測定することはできなかった。本実験の結果は、ARはLMCと反応するがPRは反応しないという昨年までに得られた実験結果と矛盾しない。今後はVAよりも複雑なLMCを用いて同様の実験をおこない、ラジカル反応によるLMC分解の機構をESR測定によって明らかにしていきたいと考えている。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Redox silencing of the Fenton reaction system by an alkylitaconic acid, ceriporic acid B produced by a selective lignin-degrading fungus, Ceriporiopsis subvermispora.2007

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Ohashi
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry 5(5)

      ページ: 840-847

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Free radical-mediated Lignin Biodegradation by Selective White Rot Fungi and Its Potential Use in Wood Biomass Conversion.2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 雑誌名

      ACS Symposium Series 954

      ページ: 409-421

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulp bleaching by hydrogen peroxide activated with copper 2,2'-dipyridylamine and 4-aminopyridine complexes2005

    • 著者名/発表者名
      Noor Rahmawati
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal 112(1-3)

      ページ: 167-171

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ceriporic acid B, an extracellular metabolite of Ceriporiopsis subvermispora suppressed depolymerization of cellulose by the Fenton reaction2005

    • 著者名/発表者名
      Noor Rahmawati
    • 雑誌名

      Biomacromolecules 6(5)

      ページ: 2851-2856

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of the Fenton reaction by ceriporic acid B, an extracellular metabolite of Ceriporiopsis subvermispora : possible roles in selective white rot2005

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Ohashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International Wood Science Symposium

      ページ: 72-72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure-function relationship between ceriporic acid B and its analogues on inhibitory effects of Fe^<3+> reduction and hydroxyl radical production on the Fenton reaction2005

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Ohashi
    • 雑誌名

      IAWPS2005, International Symposium on Wood Science and Technologies Vol.II

      ページ: 393-394

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional studies of lipid-related extracellular metabolites produced by a selective white rot fungus, Ceriporiopsis subvermispora2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 雑誌名

      IAWPS2005, International Symposium on Wood Science and Technologies Vol.I

      ページ: 298-299

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 白色腐朽菌Ceriporiopsis subvermisporaの産生するジカルボン酸ceriporic acid Bアナログの合成と機能解析2004

    • 著者名/発表者名
      菅 祥彦
    • 雑誌名

      平成16年度日本生物工学会大会講演要旨集

      ページ: 251-251

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Physicochemical properties of ceriporic acid B, an extracellular metabolite of Ceriporiopsis subvermispora.2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohashi
    • 雑誌名

      Abstracts of The 9th International Conference on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry

      ページ: 140-141

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A selective white rot fungus, Ceriporiopsis subvermisporaproduces extracellular metabolites that suppress cellulose degradation by the Fenton reaction2004

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe
    • 雑誌名

      Abstracts of The 9th International Conference on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry

      ページ: 85-86

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] リピッドペルオキシデーションにおけるリグニン分解のラジカル反応化学的考察 -カーボンセンターラジカルについて2004

    • 著者名/発表者名
      大橋 康典
    • 雑誌名

      第49回リグニン討論会講演集

      ページ: 105-108

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 白色腐朽菌Ceriporiopsis subvermisporaの産生するジカルボン酸ceriporic acid Bアナログの合成と機能解析2004

    • 著者名/発表者名
      菅 祥彦
    • 雑誌名

      第49回リグニン討論会講演集

      ページ: 155-158

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Lignin-degrading fungi as a biotechnological tool for biomass conversion in "Sustainable Development and Utilization of Tropical Forest Resources", pp. 167-173.2006

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe, (ed.by Yuji Imamura et al.)
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      Universe Printing, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] "Control of the generation of active oxygen species for selective lignin biodegrad ation by Ceriporiopsis subvermispora" in "Biotechnology of Li gnocellulose Degradation and biomass Utilization", pp.697-704(ed. by Y.Ohmiya et al.)2004

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe
    • 総ページ数
      959
    • 出版者
      Uni Publishers, Tokyo
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2024-03-26  

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