植物二次細胞壁の初の高分子モデルを作製(NREL Researchers Produce First Macromolecular Model of Plant Secondary Cell Wall)

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2024-01-05 米国国立再生可能エネルギー研究所(NREL)

◆米国エネルギー省(DOE)の国立再生可能エネルギー研究所(NREL)の研究者は、木材のポリマーの配置を定量的に定義し、コンピューターモデルを作成するために、柔軟なアプローチを採用しました。
◆従来の広葉樹の二次細胞壁のセルロース、ヘミセルロース、リグニンの配置についての詳細な理解が難しい課題に対し、高性能な固体核磁気共鳴(ssNMR)技術を使用しました。この手法により、バイオマス分解において難解なリグニンの役割について洞察が深まり、効率的な分解手法やバイオベースの材料の開発に寄与する可能性があります。

<関連情報>

固体NMRから得られたポピュラス二次細胞壁の原子論的高分子モデル Atomistic, macromolecular model of the Populus secondary cell wall informed by solid-state NMR

Bennett Addison,Lintao Bu,Vivek Bharadwaj,Meagan F. Crowley,Anne E. Harman-Ware,Michael F. Crowley,Yannick J. Bomble,and Peter N. Ciesielski
Science Advances  Published:3 Jan 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adi7965

植物二次細胞壁の初の高分子モデルを作製(NREL Researchers Produce First Macromolecular Model of Plant Secondary Cell Wall)

Abstract

Plant secondary cell walls (SCWs) are composed of a heterogeneous interplay of three major biopolymers: cellulose, hemicelluloses, and lignin. Details regarding specific intermolecular interactions and higher-order architecture of the SCW superstructure remain ambiguous. Here, we use solid-state nuclear magnetic resonance (ssNMR) measurements to infer refined details about the structural configuration, intermolecular interactions, and relative proximity of all three major biopolymers within air-dried Populus wood. To enhance the utility of these findings and enable evaluation of hypotheses in a physics-based environment in silico, the NMR observables are articulated into an atomistic, macromolecular model for biopolymer assemblies within the plant SCW. Through molecular dynamics simulation, we quantitatively evaluate several variations of atomistic models to determine structural details that are corroborated by ssNMR measurements.

生物工学一般
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