木質細胞壁人工合成法の創出とその特性解析

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セルロース、ヘミセルロース、リグニンが複雑な相互作用を形成することで木質細胞壁が構築されている。その相互作用の形成過程では、綿密な制御が不可欠であるため、人工的に木質細胞壁を合成することは困難であった。そこで、樹木の木質細胞壁形成過程を模倣した人工合成系を構築することを本研究の目的とした。昨年度はセルロース、ヘミセルロースの構成が異なるリグニンフリーな基板の調製に成功した。本年度はリグニンフリーな基板を用いながら人工細胞壁の合成を実施した。セルロース、グルコマンナンで構築された多糖試料を化学処理によって調製した。この試料に対して、抗グルコマンナン抗体を反応させたところ、抗体が多糖へ位置選択的に結合していた。さらにその試料にペルオキシダーゼが結合した二次抗体を反応させた。この系に過酸化水素とリグニン単量体であるコニフェリルアルコールを添加させ、人工リグニンを合成した。洗浄後、その形成過程を赤外分光分析によって追跡したところ、リグニンに帰属されるバンドの増加が確認されなかった。そこで、多糖試料を更に添加してから洗浄したところ、人工リグニンの存在が確認された。このことから、グルコマンナンとリグニン間では化学的な相互作用が形成しにくいことが明らかとなったが、物理的な手法を用いることで人工リグニンの溶脱を防ぐことに成功した。以上のことから、樹木における木質細胞壁の形成過程を模倣した人工合成に成功した。本成果について学会において研究報告を行った。