セルロースの生合成機構と高次構造に関する研究

纤维素生物合成机理及高阶结构研究

• 批准号: 62550641
• 负责人: 高井 光男
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62550641/
• 关键词: セルロース; 高次構造; 平行鎖配列; 逆平行鎖配列; バクテリアセルロース; セルローストリアセテート; 過熱水蒸気処理; マーセル化

得られた実験結果を列挙すると次のようになる. (1)(1〓0)面の選択的面配向構造を有するbacterialセルロースを18%NaOH, 室温でマーセル化しCell・IIへ転移させても, この面配向を維持している. (2)bacterialセルロースの生合成過程で生じる巨大球晶を(1)と同様にマーセル化しても, その前後における消光パターン及び干渉色の組合せなどに変化が見られず, 分子鎖の配向が変らない. (3)Cell・IIからでも酢化反応条件次第でcellulose triacetateI(CTAI)を生じる. (4)CTAIからCTAIIへの転移が繊維形態を保持したまま過熱水蒸気処理で可能である. (5)ボールミルで機械的に摩砕した天然セルロース非晶化物は水処理で容易にCell・IIを再結晶化する. (6)ramieを液体アンモニア処理して得たCell・IIIは20-NH_2SO_4, 室温の加水分解で繊維形態を保持したままCell・IIへ転校する. 以上の結果を総合して考えると, 天然セルロースと再生セルロースで分子鎖の向きが異ることは不自然である. 即, Cell・Iが平行鎖ならCell・IIも平行鎖, 逆平行鎖なら両者とも逆平行鎖と考えた方がより妥当と思われる. その理由について順に説明する. (1)において, もし分子鎖の逆転が起るならば, 選択的面配向構造を維持し得ない. (2)においても, もしback foldなどが生じるならば消光パターンや干渉色のコンビネーションに変化を生じる. (3)については, Sarko及びChanzyらがセルローストリアセテート誘導体の結晶構造解析を行い, CTAIでは平行鎖, CTAIIでは逆平行鎖を結論している. もし, これが正しいならば逆平行鎖を有するCell・IIからCTAIは決して生じないことになる. (4), (5)及び(6)においては, 繊維形態を保持してたままで分子鎖の逆転はあり得ないし, Chanzyが観察した様なShish-kebab構造は見られなかった. 以上の様な状況証拠の他に, 天然セルロースのramieが逆平行鎖構造を有するという直接的証拠も得た.

得到的实验结果如下： (1)即使具有(1〓0)面选择性平面取向结构的细菌纤维素在18％NaOH中在室温下丝光化并转移到Cell II中。细菌纤维素生物合成过程中产生的球晶按(1)进行丝光化，在此之前和之后，消光图案或干涉色组合没有变化，并且分子链的方向保持不变(3)即使从Cell II，根据乙酰化反应条件也会产生三乙酸纤维素I(CTAI)。 (4) ) 通过过热蒸汽处理可以实现从 CTAI 到 CTAII 的转变，同时保留纤维形态。 (5) 在球磨机中机械研磨的天然纤维素无定形材料通过水处理容易再结晶。 (6) 用液氨处理苎麻获得的Cell·III是20-NH_2SO_4，在保留其纤维的情况下转移到Cell II。综合考虑上述结果，天然纤维素和再生纤维素的分子链取向不同是不自然的。似乎更合理的考虑是，如果Cell·I是平行链，那么Cell·II也是平行链，如果是反平行链，那么两者都是反平行链。其中的原因将按顺序解释。在(1)中，如果分子链发生反转，则不能维持选择性平面取向结构，即使在(2)中，如果发生反向折叠等，消光图案和干涉色组合也会发生变化。 Sarko 和 Chanzy 等人分析了三乙酸纤维素衍生物的晶体结构，并得出结论：CTAI 具有平行链，CTAII 具有反平行链。如果这是正确的，则 CTAI 永远不会从具有反平行链的 Cell II 中产生。 (5)和(6)中，在保持纤维形态的同时没有发生分子链反转，并且没有观察到Ta观察到的Shish-kebab结构。除了上述间接证据外，我们还获得了天然纤维素苎麻具有反平行链结构的直接证据。