シンクロトロンX線と中性子繊維の微光によるセルロースI (α) の結晶構造と水素結合系

科学分野:

• バイオ分子構造と結晶学
• マテリアルサイエンス 材料科学
• 藻の細胞壁のバイオシンセシス

背景:

• セルロースIは,最も豊富な天然ポリマーです.
• 2つの結晶形,I (α) とI (β) が知られている.
• 構造を理解することは,それらの性質と相互変換の鍵です.

研究 の 目的:

• セルロースの原子解像度の結晶と分子構造を明らかにする I(alpha).
• セルロースの内部にある水素結合ネットワークを詳細に説明する I(alpha).
• セルロースI相移行の構造的基礎についての洞察を提供するため.

主な方法:

• オリエンテッド藻のセルロースマイクロクリスタルの原子解像度のシンクロトロンと中性子の difraktion.
• 炭素と酸素原子の位置づけのためのX線 difraktion.
• ニュートロン difraktionとフーリエの差分分析は,水素原子の位置.

主要な成果:

• セルロースの単一鎖のトリクリニック単位細胞I (((alpha) を決定した.
• 同様のグルコシル結合とヒドロキシメチル基を特定し,糖輪の形状を交互に変えてセルロビオシルの繰り返しを形成した.
• "並列アップ"シート組織を確立し,水素結合ネットワークを詳細に説明しました.

結論:

• セルロースI (α) の決定された構造はセルロースI (β) と異なる.
• これらの構造的差異は,I (α) からI (β) までの固体変換の説明を提供する.
• この発見は,自然界における複数のセルロース結晶相の共存に光を当てている.