| 研究課題/領域番号 |
18H03954
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
浦木 康光 北海道大学, 農学研究院, 教授 (90193961)
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| 研究分担者 |
重冨 顕吾 北海道大学, 農学研究院, 講師 (20547202)
堤 祐司 九州大学, 農学研究院, 教授 (30236921)
玉井 裕 北海道大学, 農学研究院, 教授 (50281796)
吉永 新 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60273489)
高部 圭司 京都大学, 農学研究科, 教授 (70183449)
綿岡 勲 京都工芸繊維大学, 繊維学系, 准教授 (70314276)
幸田 圭一 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (80322840)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 33,930千円 (直接経費: 26,100千円、間接経費: 7,830千円)
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| キーワード | 人工多糖類マトリックス / リグニンの形成 / ヘミセルロース / QCM-D / SEC-MALLS / 細胞壁ミメティックス / キシログルカン / 縮合構造 / リグニン / 細胞壁 / 模倣材料 / ミメティックス / 細胞壁模倣マトリックス / 水晶発振子マイクロバランサ / 免疫標識 / セルロース |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、セルロースにヘミセルロースを吸着させた人工多糖類マトリックスを作製し、このマトリックス中でのリグニンの形成を検討した。その結果、キシランはリグニンの形成と、リグニンの主要単位間結合である8-O-4’結合を寄与するが、グルコマンナンはリグニンの形成を阻害することが分かった。さらに、一次細胞壁に特有のキシログルカンは5-5’結合を誘導することが分かり、ヘミセルロースがリグニンの形成に大きな影響を与えることが明らかとなった。
また、単離リグニンの溶液構造解析より、5-5’結合の増加は大きな分子量を持つリグニン画分をよりコンパクトな構造にし、低い粘性発現に関与すことも明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リグニンの形成とヘミセルロースとの関係について、これまで種々の仮説が提案されてきたが、本研究により、主要な細胞壁ヘミセルロースであるキシランとグルコマンナンの機能の違いが明確になった。さらに、現象論的には分かっていたが、直接的な関与が不明であったキシログルカンと一次壁リグニンとの相関も明示された。加えて、単離リグニンが低粘度である理由も、リグニンの縮合構造に起因することが示された。
これらの知見は、細胞壁構成成分の合目的機能を解明するという学術的意義に加え、単離リグニンを工業的に利用するための基本的情報の付与にも繋がり、資源持続型社会の構築にも貢献する社会的意義が見出せる研究となった。
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