土壌中における機能を模倣した生理活性発現に適したリグニンの分子設計

适用于模拟土壤功能生理活性的木质素分子设计

基本信息

批准号：
20K06160
负责人：
三亀啓吾
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで自然界におけるリグニン酸化分解による機能化を模倣し，木材腐朽菌処理後，金属酸化物による化学的処理で長波長UV吸収リグニンオリゴマーの生成効率化に成功し，動物培養細胞を用いた試験で生理活性を確認している。本研究では更なる機能化とリグニン構造と生理活性の相関解明に向け，二つのアプローチに取組んでいる。①米糠をキノコ培地に添加し，フェノール酸化酵素によりリグニンにフェルラ酸を結合させ高い生理活性を有するリグニン酸化分解物を生産。②化学的酸化分解時にアルカリ酸化分解物の再縮合の制御や多価フェノールの選択的グラフティングにより抗酸化活性やタンパク質吸着性の向上を図る。これらによりリグニンの高付加価値化を達成することを目的としている。研究実施計画一つ目は，「キノコ培地組成の適性化による生物的リグニンの酸化分解」であった。培地に用いる日本酒の精米残渣は，新型コロナ感染症の影響で入手が遅れ，一昨年12月にようやく入手することができ，今年度フェルラ酸含量などの確認を行った。フェルラ酸添加培地に関しては，昨年添加方法を改良し，高フェルラ酸添加シラカバ培地でシイタケの培養を行ったところ、酸化銅分解による共役系リグニンオリゴマーの収量が下がるというこれまでの傾向と異なる結果となり、再検討を開始している。研究実施計画二つ目は，「生理活性発現に適した分子設計リグニンの化学的酸化分解」であった。木粉のアルカリ酸化銅分解においては，アセトン添加系で高収率で得られるデヒドロジンゲロン及びそのシリンギル型の動物培養細胞を用いた生理活性試験において、酸化酵素抑制効果などが確認された。また、酸化銅の代わりにニトロベンゼンを使用したところ、デヒドロジンゲロンとバニリンが縮合したクルクミン類似化合物の生成率が上昇することを確認した。

到目前为止，它已经模仿了自然界中木质素氧化分解的功能化，在处理木材衰减细菌后，它通过用金属氧化物处理化学处理，成功地提高了长波长紫外紫外线木质素低聚物的生产效率，其生理活性已在使用动物培养细胞的测试中得到证实。这项研究正在采用两种进一步功能化的方法，并阐明木质素结构与生理活性之间的相关性。 1）将米麸添加到蘑菇培养基中，而阿魏酸通过苯酚氧化酶与木质素结合，以产生高度生物活性木质素氧化分解产物。 2）通过控制化学氧化分解过程中碱氧化分解和多氢酚的选择性接枝，可以改善抗氧化活性和蛋白质吸附特性。目的是通过这些努力实现高增值木质素。第一个研究计划是“通过蘑菇介质成分的才能氧化生物木质素的氧化降解”。由于COVID-19的影响，用于介质使用的米饭抛光残留物被延迟，并最终于去年的12月获得，并检查了阿魏酸的含量是否有今年的阿毒酸酸。关于阿魏酸添加的培养基，去年改善了加法方法，并使用具有高速干酸的桦木培养基培养了shiitake蘑菇，结果与降低铜氧化物分解的产量的先前趋势不同，我们已经开始重新检查。第二个研究计划是“适合生物活性表达的分子设计的木质素的化学氧化降解”。在木粉的碱性氧化物的分解中，在使用脱氢辛格酮的生理活性测试中证实了氧化酶抑制作用，使用丙酮添加的系统以高产量获得氧化酶的活性测试，其蛋白酶糖基型动物型动物培养细胞。此外，当使用亚硝基苯代替氧化铜时，可以证实姜黄素模拟化合物的生产速率增加了脱氢辛格酮和香草素的凝结。