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木材細胞壁模倣多糖類マトリックス中でのリグニンの形成とその構造決定因子の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26252022
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 木質科学
研究機関北海道大学

研究代表者

浦木 康光  北海道大学, 農学研究院, 教授 (90193961)

研究分担者 重冨 顕吾  北海道大学, 農学研究院, 講師 (20547202)
玉井 裕  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (50281796)
吉永 新  京都大学, 農学研究科, 准教授 (60273489)
岸本 崇生  富山県立大学, 工学部, 准教授 (60312394)
高部 圭司  京都大学, 農学研究科, 教授 (70183449)
幸田 圭一  北海道大学, 農学研究院, 講師 (80322840)
研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
40,950千円 (直接経費: 31,500千円、間接経費: 9,450千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2015年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2014年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
キーワードリグニン / ヘミセルロース / 多糖類マトリックス / 脱水素重合 / 分枝構造 / グルコマンナン / キシラン / 脱水素重合物 / バイオマス / 木化 / リグニンの溶液物性 / モノリグノールの移動 / 細胞壁模倣多糖類マトリックス / 免疫標識 / 電界放射型透過型電子顕微鏡 / 免疫蛍光標識 / 同位体顕微鏡
研究成果の概要

本研究では、リグニン形成(木化)に及ぼす多糖類、特に、ヘミセルロースの影響について解明することを目的とした。木材で代表的なヘミセルロースであるキシランとグルコマンナンをセルロースに吸着させて、多糖類マトリックする作製した。このマトリックス存在下で、リグニンのモノマーであるコニフェリルアルコールの脱水素重合を行った。その結果、キシランは脱水素重合を促進したが、グルコマンナンは阻害するという、従来報告されていない知見を得た。さらに、リグニンモデル高分子の溶液物性と得られた重合物(DHP)の溶液物性を比較することによって、DHPは枝分かれに富む構造を有することが明らかとなった。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Heterogeneous distribution of xylan and lignin in tension wood G-layers of the S1+G type in several Japanese hardwood2017

    • 著者名/発表者名
      Higaki A, Yoshinaga A, Takabe K
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 37 号: 12 ページ: 1767-1775

    • DOI

      10.1093/treephys/tpx144

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association of amphipathic lignin derivatives with cellobiohydrolase groups improves enzymatic saccharification of lignocellulosics.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, N. Cheng, K. Koda, K. Igarashi, Y. Tamai and Y. Uraki
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 24 号: 2 ページ: 1849-1862

    • DOI

      10.1007/s00248-017-0952-8

    • NAID

      120006415998

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dehydrogenative polymerization of coniferyl alcohol in artificial polysaccharides matrices: Effects of xylan on the polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      Q. Li, K. Koda, A. Yoshinaga, K. Takabe, M. Shimomura, Y. Hirai, Y. Tamai, Y. Uraki
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry,

      巻: 印刷中 号: 18 ページ: 4613-4620

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.5b01070

    • 関連する報告書
      2014 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] S1+G型の引張あて材木部繊維におけるキシランとリグニンの分布2018

    • 著者名/発表者名
      吉永 新、 檜垣 綾乃、高部圭司
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 偏光顕微ラマン分光法によるミズナラ材細胞壁におけるリグニン芳香核の配向解析2018

    • 著者名/発表者名
      有泉 慧、吉永 新、高部 圭司
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] モノクローナル抗体に夜シラカシ正常材及び引張あて材におけるリグニンの免疫局在2018

    • 著者名/発表者名
      中村 雄太、吉永 新、高部 圭司
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コニフェリルアルコールの脱水素重合に及ぼすヘミセルロースの効果2018

    • 著者名/発表者名
      松尾朱美、古川貴大、玉井裕、幸田圭一、浦木康光、吉永新、高部圭司
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of hemicellulose functions on lignification using artificial wood cell wall based on honeycomb-patterned cellulose2018

    • 著者名/発表者名
      Yasumitsu Uraki
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 樹木組織中での安定同位体標識モノリグノール類の移動 ~同位体顕微鏡による可視化~2017

    • 著者名/発表者名
      小川真由、幸田圭一、重冨顕吾、坂本直哉、高部圭司、吉永 新、浦木康光
    • 学会等名
      第67回日本木材学会大会
    • 発表場所
      九州大学箱崎キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 偏光顕微ラマン分光法によるスギ仮道管壁におけるリグニンの配向解析2017

    • 著者名/発表者名
      有泉 慧、吉永 新、高部圭司
    • 学会等名
      第67回日本木材学会大会
    • 発表場所
      九州大学箱崎キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒノキの形成中仮道管壁内表面におけるセルロースとヘミセルロースの分子配置Ⅰ ーヘミセルラーゼ処理による構造変化からの考察ー2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井みづき、高部圭司
    • 学会等名
      第67回日本木材学会大会
    • 発表場所
      アクロス福岡(福岡)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Orientation of lignin in tracheid secondary walls in Cryptomeria japonica as revealed by polarized Raman microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Ariizumi, K, Yoshinaga, A, Takabe, K
    • 学会等名
      The 9th Pacific Regional Wood Anatomy Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Function of glucomannan in lignin formation using artificial wood cell wall. Proc. 19th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Furukawa, Arata Yoshinaga, Keiji Takabe, Yutaka Tamai, Keiichi Koda, Yasumitsu Uraki
    • 学会等名
      Proc. 19th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of the distribution of stable isotope labelled-monolignols in woody tissue by isotope microscopic observation2017

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Koda, Mayu Ogawa, Kengo Shigetomi, Naoya Sakamoto, Arata Yoshinaga, Keiji Takabe, Yasumitsu Uraki
    • 学会等名
      Proc. 19th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リグニンアナログの溶液中における構造2016

    • 著者名/発表者名
      重富顕吾、山本陽子、幸田圭一、岸本崇生、浦木康光
    • 学会等名
      リグニン討論会
    • 発表場所
      京都大学維持キャンパス
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Monoclonal antibody directed against 8-O-4' linked structure of lignin.2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga A, Wada M, Hoshikawa S, Kiyoto S, Kamitakahara H, Takabe K:
    • 学会等名
      The XIVth Cell Wall Meeting
    • 発表場所
      Chania, Greece
    • 年月日
      2016-06-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 同位体顕微鏡を用いたモノリグノール結合セルロースフィルムの観察2016

    • 著者名/発表者名
      小川真由、幸田圭一、浦木康光
    • 学会等名
      日本木材学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] G層に存在するペルオキシダーゼを用いた人為的木化2016

    • 著者名/発表者名
      辻井珠奈,吉永 新,高部圭司
    • 学会等名
      第66回日本木材学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] モノクローナル抗体を用いたリグニン中の8-O-4′型構造の標識2016

    • 著者名/発表者名
      星川慎一郎,吉永 新,高部圭司
    • 学会等名
      第66回日本木材学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 免疫標識と組織化学染色による、ミズメ木部における木化および8-5′型構造の形成過程の解析2016

    • 著者名/発表者名
      清都晋吾,吉永 新,高部圭司
    • 学会等名
      第66回日本木材学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Thermal molding of lignin based on its fusibility2015

    • 著者名/発表者名
      Yasumitsu Uraki, Xiangyu You, Keiichi Koda, Satoshi Kubo, Tatsuhiko Yamada
    • 学会等名
      18th International Symposium on Wood, Fiber and PulpChemistry
    • 発表場所
      Vienna, Anstria
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Honeycomb-patterned cellulose films as a promising tool to investigate deformation of wood cross section and wood cell wall formation.2015

    • 著者名/発表者名
      Yasumitsu Uraki, Qiang Li, Teuku Beruna Bardant, Keiichi Koda
    • 学会等名
      249th ACS National Meeting & Exposition.
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Xylan as a schaffold for DHP deposition on cellulose2015

    • 著者名/発表者名
      Li Qiang, Tasaki Yuka, Yoshinaga Arata, Takabe Keiji, Koda Keiichi and Uraki Yasumitsu
    • 学会等名
      International Symposium on Wood Science and Technology 2015
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DHP formation in the matrix of hemicellulose-deposited honeycomb-patterned cellulose.2014

    • 著者名/発表者名
      Qiang Li, Keiichi Koda, Yasumitsu Uraki
    • 学会等名
      XXVIIth International Conference on Polyphenols & 8th Tannnin Conference
    • 発表場所
      Nagoya Univ.. Japan
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-11-20   更新日: 2019-03-29  

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