| 研究課題/領域番号 |
15580143
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
林産科学・木質工学
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
重松 幹二 岐阜大学, 応用生物科学部, 助教授 (00242743)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | リグニン / ラジカル / 分子軌道法 / HOMO / 酵素活性 / エリスロ / スレオ / バイオマス / 分解 / 酸化還元電位 / メトキシル基 / 一電子酸化 / ペルオキシダーゼ / 活性中心 |
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| 研究概要 |
a)リグニン前駆体のラジカル状態での分子軌道を解析することにより、基質単独としてはp-クマリルアルコール<コニフェリルアルコール<シナピルアルコールの順で酸化されやすいことを証明した。
b)ラジカルカップリング反応における遷移状態を解析し、活性化エンタルピーより求めた結合様式の反応予測が、実測と定性的に一致した。遷移状態のさらなる解析により、リグニン前駆体のγ水酸基が影響を与えていることが示唆された。
c)ラジカルカップリング反応によって形成されるキノンメチド中間体に対する水の付加反応を解析し、エリスロ型/スレオ型が生じるエネルギー差から予測した生成比が、実測値と定性的に一致した。
d)リグニン前駆体の拡散現象のシミュレーションにより、コニフェリルアルコールでは低濃度でも溶質間相互作用が無視できないことが示唆された。
e)ペルオキシダーゼの活性サイトでの立体障害を解析した結果、コニフェリルアルコールのメトキシル基の立体障害は小さく、シナピルアルコールでは大きな立体障害が発生した。したがって、コニフェリルアルコールに対する酵素の高い活性作用は低い立体傷害と高い被酸化能に起因すること、シナピルアルコールが高い被酸化能を有するにも関わらず活性作用が低いことは、大きな立体障害が生じるためであることを明確にした。
f)多糖類の加水分解反応過程を分子軌道法により追跡し、様々な結合様式を持つ多糖類の分解挙動を予測した。
g)リグニンの分解反応を分子軌道法により追跡し、α位水酸基の脱離が分解を促進することを明らかにした。
h)高圧水蒸気によるセルロース結晶構造の変化をシミュレートし、疎水性相互作用に基づく110面の割裂現象を観察した。
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