セルロースミクロフィブリルの新しい構造モデルの構築

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08306009
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡野 健 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30011927)
• 研究分担者: 鮫島 正浩 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30162530) ; 奥山 剛 名古屋大学, 農学部, 教授 (00023482) ; 和田 昌久 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (40270897) ; 空閑 重則 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (60012051) ; 杉山 淳司 京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (40183842)
• キーワード: セルロース / セルロースミクロフィブリル / バロニア / シオグサ / 二相性 / 成長応力 / バクテリアセルロース

研究概要

Aグループ(セルロースミクロフィブリルの形態・構造):バロニア、シオグサなど高結晶性セルロースミクロフィブリルを原子間力顕微鏡(AFM)で観察した杉山は、結晶表面の分子の形態を可視化した。この観察結果に基づいて、セルロース結晶中における分子鎖の極性、セルロースIαとIβとの関係、などについて改めて検討する必要性を確認した。近藤哲男氏(森林総合研究所)を招き、木材セルロースが一次壁中でセルロースIαで存在するという主張について総合的に討論した結果、セルロース合成末端と結晶系との関係を更に追及する必要性があることを確認した。シオグサセルロースミクロフィブリルの示差熱分析結果について検討し、αからβへの変態の不可逆性を論じた。バクテリアセルロースに見られるセルロースII結晶について検討し、折り畳み構造の可能性が高いことを確認した。
Bグループ(木材の誘電・圧電・変形):セルロースミクロフィブリルの構造について、木材の細胞壁のモデルと繊維方向のヤング率の関係から検討した結果、明確な非結晶と見なされる領域は、ミクロフィブリルの長さ方向には存在しないという主張について総合的に討論した。成長応力に対応するセルロースミクロフィブリル束の引張応力は、ヘミセルロース成分であり、それは分子鎖がミクロフィブリルを形成する段階階で生じるという主張について、構造との関連を検討した。
Cグループ(成長応力・酵素分解):バクテリアセルロース(BC)が他の結晶性セルロースに比べてセルラーゼに対して極めて易分解性である理由について検討した。

研究成果

• [文献書誌] A.Ishikawa and T.Okano: "Fine structure and tensile properties of ramie fibres in the crystallineform of cellulose I,II,III,IV" Polymer. 38. 463-468 (1997)
• [文献書誌] H.Shibazaki, S.Kuga and T.Okano: "Mecerization and acid hydrolysis of bacterial cellulose" Cellulose. 4. 75-87 (1997)
• [文献書誌] M.Koyama, W.Helbert, T.Imai, J.Sugiyama, and B.Henrissat: "arallel up structure evidences the molecular diretionality during biosynthesis of P bacterial cellulose" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 9091-9095 (1997)
• [文献書誌] 小原光博、金山公三、中井朱美、永田和夫、奥山剛: "片振り曲げ疲労による木材はりの損傷" 木材学会誌. 43-11. 909-915 (1997)
• [文献書誌] A.Tejada, T.Okuyama, H.Yamamoto, M.Yoshida: "Reduction of growth stress in logs by direct heat treatment. Assessment of a commercial-scale operation." Forest Product Journal. 47-9. 86-93 (1997)
• [文献書誌] 鮫島正浩: "セルラーゼとセルロース生分解研究の新局面" 木材学会誌. 42. 811-816 (1996)