Изучение биосинтеза лигнинов

До -настоящего времени все попытки выделить химическими средствами димерные и олигомерные продукты разложения лигнина, пригодные для выяснения закономерностей образования связей между структурными звеньями лигнина, оставались безуспешными. Поэтому исследователи химии лигнина направили свои усилия на изучение биосинтеза. Они надеялись выделить промежуточные продукты с низким молекулярным весом, а затем, изучив их структуру, получить данные о природе и сочетании структурных звеньев в молекуле лигнина. [c.757]

Увеличение промышленного применения таннинов, а также изучение возможностей использования лигнинов — такова обширная программа исследований в области этих соединений. В последнее время интерес к биосинтезу растительных продуктов стимулируется значительным совершенствованием методов ферментативного исследования и возросшим применением радиоактивных изотопов, что заставляет химиков, занимающихся лигнинами и таннинами, и биохимиков, до сих пор связанных с другими исследованиями, обратить свое внимание на проблемы биосинтеза этих фенольных полимеров. В этой главе в основном рассмотрены эти проблемы. [c.285]

В настоящее время достаточно хорошо охарактеризованы основные черты ароматического строения лигнина и пути его образования из продуктов фотосинтеза. Первая стадия в биосинтезе лигнина — образование ароматических структур из первичных продуктов фотосинтеза —- является общей для фенольных соединений, Наиболее эффективные результаты в изучении биосинтеза лигнина были получены с применением метода радиоактивных пред- [c.63]

Б. Изучение биосинтеза лигнинов [c.287]

В этой главе на ряде примеров продемонстрированы возможности и эффективность применения методов количественной спектроскопии ЯМР для решения разнообразных задач прогнозирования технических характеристик древесины, при изучении вопросов филогении лигнина, в выяснении характера неоднородности его химической структуры, при создании методологии исследования процессов ферментативной дегидрополимеризации, моделирующих биосинтез лигнина Значительное внимание уделено исследованию перспективных биохимических, биотехнологических и технологических процессов переработки древесины [c.104]

Биосинтез структурных звеньев лигнина из двуокиси углерода был детально изучен Нордом и его щколой. [c.784]

Такое сочетание, как было показано, происходит между двумя орго-положениями, однако известны и другие (и смещанные) комбинации с участием атомов о- и л-С и О. 0,0-Сочетание обычно не происходит из-за неустойчивости образующегося пероксида. Изучение этой реакции осложняется тем фактом, что первоначальный димерный продукт может в свою очередь окисляться до феноксильного радикала, который затем либо димеризуется, либо реагирует с другими простыми феноксильными радикалами. Реакции сочетания фенолов, контролируемые ферментами, имеют чрезвычайно важное значение в биосинтезе многих природных продуктов, в том числе алкалоидов, лигнинов, пигментов и антибиотиков. [c.376]

Предположения о метаболической роли таких сложных эфиров пока несостоятельны, так как этот вопрос мало изучен. Предполагают, что возможная роль эфиров состоит в переносе глюкозы при биосинтезе целлюлозы, однако с одинаковым успехом их можно считать носителями отдельных блоков лигнина [91]. [c.210]

В последнее время для изучения биосинтеза лигнина нашел применение метод культуры изолированных тканей (Бардинская, Сафонов, 1959 Higu hi, 1962). Этот метод может открыть перед исследователями новые возможности, что особенно важно при изучении такого сложного объекта. [c.169]

Лигнин, несмотря на длительную историю его исследований, остается наименее изученным высокомолекулярным компонентом древесины. Впервые разделил древесину на две части - углеводную и неуМеводную -еще в 1838 г. французский ученый Пайен. Немного позднее в 1865 г. немецкий химик Шульце назвал неуглеводную часть древесины лигнином, от латинского термина lignum (дерево). В 1897 г. шведский исследователь Класон указал на родство лигнина по химическому строению с ароматическим соединением - конифериловым спиртом, а в 1907 г. высказал мнение, что лигнин является высокомолекулярным веществом. К настоящему времени окончательно доказаны ароматическая природа и полимерный характер лигнина, установлено строение его мономерных звеньев, определены функциональные фуппы и типы связей между звеньями, выяснены основные стадии его биосинтеза. Однако остаются еще не ясными до конца многие вопросы структуры лигнина и механизмов его разнообразных реакций, в том числе таких важнейших, как реакции, происходящие при делигнификации растительных тканей различными способами. [c.362]

Изучение процесса биосинтеза лигнина и синтеза искусственного лигнина (дегидрополимеризата) с выделением и исследованием промежуточных продуктов - работы Фрейденберга и его школы, Терашимы и других (см. 12.5.2). [c.390]

Эрдтман (начало работ которого относится к 1933 г.) на основании изучения окислительной димеризацин фенолов высказал предположение об участии свободных радикалов в процессе образования лигнина и о важной роли окислительных ферментов (оксидаз) в этом процессе. Фрейденберг с сотрудниками (первые его публикации по вопросам биосинтеза лигнина появились в 1939 г.) на основании модельных опытов по ферментативному синтезу искусственного лигнина подтвердил строение предполагаемых димерных структур и наличие основных типов связей в лигнине и предложил механизм образования полимерного лнгнина из монолигнолов. [c.394]

Применяя респирометр Варбурга, Хигучи [107, 108] испытал большое число ароматических соединений, более или менее близких структурным звеньям лигнина. Эти исследования были предприняты с целью дальнейшего изучения действия грибной фенолоксидазы, лакказы из японского лака и тирозиназы из картофеля, которые могут играть роль в биосинтезе лигнина, и влияния окиси углерода на грибную фенолоксидазу. Результаты этих исследований приведены в табл. 10. [c.831]

Среди высокомолекулярных природных соединений лигнин занимает большое место. Это объясняется не только тем, что основная часть вещественного состава древесных растений цред-ставлепа целлюлозой и лигнином, но и тем, что лигнин медленно поддается биологическому разрушению. Объединение научных на-цравлепий, применение новых методов различных областей знания —органической химии, биохимии, углехимии, физики — привело к значительным успехам в изучении структуры и биосинтеза лигнина. Выяснение ароматической структуры лигнина позволило по-новому подойти к пониманию некоторых природных процессов. [c.101]

Обобщив имеющийся в литературе материал и использовав известные закономерности физики и химии полимеров, Эриньш предложил модель лигнин-гемицеллюлозной матрицы как полимерной композиции типа взаимопроникающих сеток. Лигнин-гемицеллюлозная матрица образуется взаимоналожением трех сетчатых структур сетчатой структуры самого лигнина сетки, образованной ковалентными связями лигнина с гемицеллюлозами сетки, образованной межмолекулярными водородными связями и силами физического взаимодействия в лигнине, в гемицеллюлозах и между ними. Матрица микрогетерогенна и состоит из областей разного состава с различной плотностью сетки. Лигнин в ней находится в виде глобулярных микроблоков со сравнительно плотной сеткой поперечных связей, которые, в свою очередь, включены в менее плотную сетчатую структуру. Считают, что ковалентные связи лигнина с гемицеллюлозами образуются в ходе его биосинтеза (см. 12.5.2). Изучение типов ковалентных связей лигнина с гемицеллюлозами проводят по двум направлениям исследование образования связей лигнина с углеводами в ходе биосинтеза исследование состава и строения ЛУК, выделенных из древесины, с привлечением методов деструкции, химического анализа, ЯМР-спектроскопии и др. [c.408]

Показатель преломления лигнина характерен для ароматических соединений (1,53... 1,62 для препаратов елового медно-аммиачного лигнина). Лигнин в отличие от лигнанов, несмотря на присутствие в нем асимметрических атомов углерода, оптически неактивен, что объясняется рацемизацией в ходе биосинтеза. Рентгенографические исследования лигнина показывают, что он аморфен. Аморфность лигнина подтверждается изучением его термопластических свойств. [c.411]

Этанолиз лигнина, впервые проведенный Гиббертом (см. Брауне 1952 г., стр. 465), дает структурные звенья Гибберта или мономеры Гибберта . Так как эти мономеры (ванилин, а-этоксипропиогваякон, ванилоилацетил и гваяцилацетон (I— IV ), вероятно, образуются в результате определенной реакции некоторых структурных звеньев в молекуле лигнина, то ее обычно теперь используют для определения лигнинных препаратов, особенно при изучении филогении и биосинтеза самого лигнина. [c.527]

На рис. 4 (Браун [66]) обобщены реакции, которые хорошо согласуются с полученными данными по превращению Og в мономеры лигнина. Многие из указанных соединений являются промежуточными продуктами, т. е. встречающимися в природе предшественниками, но ни одно из них не рассматривается как обязательное промежуточное соединение для высших растений. Пока еще не ясно, насколько соединения, указанные на рис. 4, реагируют в виде производных. Например, коричная кислота часто встречается в виде сложных эфиров с хинной кислотой или глюкозой подобные эфиры могут быть важными для процесса лигнификации. Так, Леви и Цукер 67] установили, что хинный эфир коричной кислоты подвергается ферментативному гидроксилированию с образованием соответствующего эфира кофейной кислоты — хлорогеновой кислоты. Более интенсивное исследование роли этих соединений в биосинтезе было бы своевременным вкладом в изучение лигнификации. [c.295]