Analysis of Interactions between Cellulose and Aromatic Compounds to Enhance Enantiomer Separation by Cellulose

分析纤维素与芳香族化合物之间的相互作用以增强纤维素对映体分离

• 批准号: 22K14930
• 负责人: 齋藤 靖子
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14930/
• 关键词: 光学分割; 分子間相互作用; セルロースナノファイバー; キラル化合物; 芳香核アミノ酸; 核磁気共鳴分光法; セルロース; キラル分割; 芳香族化合物

本研究は、植物細胞壁の主要構成成分であるセルロースを用いた光学異性体分割に関する物である。セルロースはキラル中心を複数有する天然高分子であり、光学異性体の分割機能を示すことが知られている。しかしながら、そのメカニズムの全容は明らかになっていない。本研究課題では、セルロースと芳香核との間に生じる特徴的な分子間相互作用に着目し、ベンゼン環を有する光学活性体とセルロースの吸着挙動を検証することで光学分割機能のメカニズム解明を行い、セルロースの光学分割機能を強化することを目指している。本年度は、課題1のセルロースと特異的に相互作用する芳香族化合物のスクリーニング、および、課題2の溶液NMRを用いた分子間相互作用サイトの解明に取り組んだ。課題1では、芳香核アミノ酸を中心に、ペーパークロマトグラフィーによるRf値の算出およびナノセルロースを用いた吸着試験を行った結果、芳香核アミノ酸の一種であるトリプトファンにおいて、D体とL体でセルロースへの吸着挙動が異なることが示唆された。その違いはわずかであったものの、課題2において、D-およびL-トリプトファンとナノセルロースの混合物のゲルNMR法により測定し、アミノ酸単独の溶液NMRスペクトルとの比較を行ったところ、D体ではセルロースナノファイバーの存在下でトリプトファン芳香核由来のシグナルのシフトが見られ、D体とL体で異なる分子間相互作用が働いていることが示唆された。本年度に調製したNMR測定用試料ではセルロースの検出感度が低く、両者間のNOE相関の検出が行えず、分子間相互作用サイトの同定には至らなかったため、来年度は試料調製法を改善する。また、セルロースモデルを用いた検証でペプチドを用いると吸着を強化できることが示唆されており、来年度はペプチドを用いたNMR解析にも取り組む。

In this study, the main components of the <s:1> and plant cell wall <s:1> were used to segment に related する substances である by <s:1> た optical anisotropic bodies. セ ル ロ ー ス は キ ラ ル center を plural have す る natural polymer で あ り を の segmentation, optical straight body function in す こ と が know ら れ て い る. <s:1> ながら, そ メカニズム メカニズム メカニズム all about メカニズム Ming ら になって になって な な. This research topic で は, セ ル ロ ー ス と aromatic nucleus と に between の じ る な interactions between the molecules of 徴 に mesh し, ベ ン ゼ を ン ring す る optical active body と セ ル ロ ー ス の sorption 挙 dynamic を 検 card す る こ と で optical functional segmentation の メ カ ニ ズ ム interpret を い, セ ル ロ ー ス の optical segmentation を す intensively る こ と を refers し て い る. は this year, the topic 1 の セ ル ロ ー ス と specific に interaction す る aromatic compounds の ス ク リ ー ニ ン グ, お よ び, subject 2 の solution NMR を い た intermolecular interactions サ イ ト の interpret に group take り ん だ. Topic 1 で は, aromatic nucleus ア ミ ノ acid に を center, ペ ー パ ー ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー に よ る Rf numerical の calculate お よ び ナ ノ セ ル ロ ー ス を with い た sorption test line を っ た results, aromatic nucleus ア ミ ノ acid の a で あ る ト リ プ ト フ ァ ン に お い て, D body と L で セ ル ロ ー ス へ の sorption 挙 dynamic が different な る こ と が in stopping さ れ た. そ の violations い は わ ず か で あ っ た も の の, subject 2 に お い て, D - お よ び L - ト リ プ ト フ ァ ン と ナ ノ セ ル ロ ー ス の mixture の ゲ ル NMR method に よ り し, ア ミ ノ acid 単 の solution NMR alone ス ペ ク ト ル と の is line を っ た と こ ろ, D で は セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー の presence で ト リ プ ト フ ァ ン aromatic nucleus origin の シ グ ナ ル の シ フ ト が see ら れ, D body と L で different な る intermolecular interactions が 働 い て い る こ と が in stopping さ れ た. This year に modulation し た NMR measurement with sample で は セ ル ロ ー ス の 検 out sensitivity low が く, struck between の NOE phase masato の 検 が row え ず, intermolecular interaction サ イ ト の with fixed に は to ら な か っ た た め を improve, try to annual は regulation law す る. ま た, セ ル ロ ー ス モ デ ル を with い た 検 card で ペ プ チ ド を with い る と sorption を strengthening で き る こ と が in stopping さ れ て お り, to annual は ペ プ チ ド を with い た NMR analytical に も む り group.