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クライオ透過型電子顕微鏡を用いた水和多糖の構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 14J02928
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 木質科学
研究機関京都大学

研究代表者

小林 加代子  京都大学, 生存圏研究所, 特別研究員(SPD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード多糖 / 水和構造 / 電子顕微鏡 / X線回折 / 透過型電子顕微鏡 / 結晶構造
研究実績の概要

植物細胞壁の主成分であるセルロースや澱粉に代表される天然多糖の多くは結晶性の物質として存在する。しかしながら多糖結晶においてはその構造を解析するのに適した試料を調製することが難しく、未だその構造が明らかにされていないものが数多く残されている。さらに多糖は親水性の官能基である水酸基を多く有しているために、そのうち大部分は水分子を結晶格子内に取り込んだ水和型結晶を形成することが知られている。従って本研究では水を含んだ状態を保ちながらクライオ電子顕微鏡等による測定を行い、水和多糖の構造や特性を解明することを目的としている。
当該年度はクライオ電子顕微鏡によって得られたα-1,3-グルカンの電子線回折についての解析を進め、未知の水和構造と無水構造の単位格子を決定した。また結晶の形状や分子量測定の結果とも合わせて、分子鎖が結晶中で折り畳み構造を形成していることを明らかにした。
昨年度に得られたβキチンの断面画像には、ガボールフィルタという画像の特徴抽出法を適用した解析を実施した。β脱水に伴って生じる亀裂が頻繁に観察されたが、亀裂がランダムではなくある一定の方向に生じていることを明らかにした。
サクラ樹皮は非常に粘り強いという力学的性質を持つ。サクラ樹皮の引張試験を行ったところ、乾燥によってその特性は失われ、特異的な力学特性の発現には水和水が重要な役割を担っていることがわかった。そこで広角および小角X線回折散乱測定を行い、そのメカニズムについて考察した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Texture analysis of stereograms of diffuse-porous hardwood:identification of wood species used in Tripitaka Koreana2017

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Kobayashi, Sung-Wook Hwang, Won-Hee Lee, Junji Sugiyama
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 322-330

    • DOI

      10.1007/s10086-017-1625-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Themal expansion behavior of A- and B-type amylose crystals in the low-temperature region2015

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Kobayashi, Satoshi Kimura, Philip-Kunio Naito, Eiji Togawa, Masahisa Wada
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 131 ページ: 399-406

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2015.05.073

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Automated recognition of wood used in traditional Japanese sculptures by texture analysis of their low-resolution computed tomography data2015

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, K., Akada, M., Torigoe, T., Imazu, S., Sugiyama, J.
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 61 号: 6 ページ: 630-640

    • DOI

      10.1007/s10086-015-1507-6

    • NAID

      120005954464

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 伝統的木工芸にみる素材選択:サクラ樹皮の特異的な力学的特性とその発現メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      小林加代子、浦蓉子、木村聡、杉山淳司
    • 学会等名
      日本木材学会
    • 発表場所
      九州大学(福岡、福岡市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] βキチンミクロフィブリルの脱水による構造変化2016

    • 著者名/発表者名
      小林加代子
    • 学会等名
      セルロース学会 第21回 ミクロシンポジウム
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都、京都市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アミロース結晶の粉末回折と熱膨張挙動2016

    • 著者名/発表者名
      小林加代子
    • 学会等名
      第56回澱粉研究懇談会
    • 発表場所
      ホテルラヴィエ川良(静岡、伊東市)
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アミロースA型およびB型結晶の低温領域における熱膨張挙動2015

    • 著者名/発表者名
      小林加代子、木村聡、内藤フィリップ邦夫、戸川英二、和田昌久
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会大会
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] β-1,4-キシラン水和構造の低温領域における熱膨張挙動2015

    • 著者名/発表者名
      小林加代子、木村聡、戸川英二、和田昌久
    • 学会等名
      セルロース学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
  • [学会発表] 低温領域におけるパラミロンの熱膨張挙動と相転移2014

    • 著者名/発表者名
      小林加代子、木村聡、戸川英二、和田昌久
    • 学会等名
      セルロース学会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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