共同研究報告書
| 研究区分 | 一般研究 |
|
研究課題 |
昆虫体表脂質の炭化水素組成と構造・物性の相関に関する研究 |
| 新規・継続の別 | 新規 |
| 研究代表者／所属 | 大阪大学理学研究科 |
| 研究代表者／職名 | 准教授 |
| 研究代表者／氏名 | 金子文俊 |
| 研究分担者／氏名／所属／職名 | |||
|
氏 名
|
所 属
|
職 名
|
|
|
1 |
片桐千仭 | 数理設計研 | 研究員 |
|
2 |
佐崎元 | 北大低温研 | 教授 |
|
3 |
長嶋剣 | 北大低温研 | 助教 |
| 研究目的 | 昆虫体表脂質は、直鎖、分岐、そして不飽和炭化水素を含む多成分系である。各分子種の生理学的な役割に加えて、体表脂質が昆虫生存に相応しい構造と物性を示すように全成分が総体的に機能していると推測される。炭化水素の各成分の構造と鎖長分布は、炭化水素の集合状態に大きな変化を与える。一般に、メチル分岐と不飽和結合は炭化水素鎖間の引力を低下させ、また鎖長分布の広がりは結晶領域成長を抑制すると考えられている。しかし、これまで昆虫体表脂質の凝集状態・物性の炭化水素組成に依存性に関する系統的な研究はなかった。本研究では、cis-不飽和炭化水素が与える影響に注目して研究を行う。 |
| 研究内容・成果 | 放射光X線散乱法や赤外分光法等の手法を用いて、cis-不飽和炭化水素が含む体表脂質が示す構造とその温度依存性について調べた。 (1)ワモンゴキブリの体表脂質の温度変化挙動 cis-不飽和ジエン炭化水素、cis，cis-6，9-ヘプタコサジエンを70%程度含むワモンゴキブリから採取した体表脂質の放射光X線散乱(SR-XRS)を図1aに示す。25℃付近では、散乱ベクトル s = 0.240と0.266A-1付近にピークが現れている。降温していくと、0℃付近よりこの2つのピークのやや低角側、s = 0.238と0.260A-1付近に新しい2つのピークが現れる。一方、昇温過程では、s =0.238と0.260A-1のピークは0度付近で消失し、s = 0.240と0.266A-1のピークは36℃付近で消失している。 ワモンゴキブリの体表脂質から飽和炭化水素のみを取り出して測定すると図1bが得られる。この成分は、冷却過程では38℃付近よりs = 0.242と0.269A-1 2つの回折線を示す。この2つの回折線は昇温過程では、40℃付近で消失する。一方、不飽和脂質のみ取り出して測定すると図1cが得られる。この成分は0℃以下の温度領域のみ、s=0.240と0.263A-1ピークを示す。 上記の実験結果は、ワモンゴキブリの体表脂質が室温で示したs = 0.240と0.266A-1付近の2つのピークは飽和炭化水素を主体とした成分（A成分）によるもの、そして0℃付近より現れたs = 0.238と0.260A-1二つのピークは不飽和炭化水素（B成分）を主体としたものと帰属できる。また、s = 0.24A-1付近に現れるピークは炭化水素鎖の一般的なパッキング構造である0⊥副格子の(110)面、0.26-0.27A-1領域に現れるピークは(200)面による反射と帰属できる。 体表脂質のA成分のピークは、飽和鎖成分と比べてやや低角側に現れている。またB成分も同様に、不飽和鎖と比べてやや低角側に現れている。これらの低角側へのシフトは、ワモンゴキブリの体表脂質中では飽和鎖成分と不飽和鎖成分が完全に分離しているのではなく、飽和鎖成分の領域は不飽和鎖成分が、不飽和鎖成分の領域には若干混入しているためであると推測される。A成分のピークの消失は飽和鎖のみの場合と比べて低いことも、この混入の影響により分子鎖間相互作用が低下するためであると考えられる。 (2) フタホシコオロギ 雄の体表脂質では、温度降下に伴い副格子の(110)面および(200)面に由来する反射が、低角側に現れる(図2)。フタホシコオロギは、雄のみモノエン炭化水素を含んでおり、これが固化したと考えられる。 以上の二種の昆虫の体表脂質による結果は、多くの昆虫の体表脂質中で不飽和鎖を主体とした領域が液体状態として存在していることを示唆している。 |
| 成果となる論文・学会発表等 |
金子 文俊・片桐 千仭・長嶋 剣・佐崎 元 、 昆虫の体表脂質の構造、分布、物性:構 造化学、組成分析、表面分析によるアプロー チ、 2022年9月6日、日本昆虫学会第82回大会、信州大学（松本） |