セルロース

Keywords: セルロース, EC番号, グリコシド結合, グリコーゲン, グルコース, セルラーゼ, デンプン, ニトロセルロース, ビスコースレーヨン, ヨウ素デンプン反応

セルロース（cellulose）とは、分子式 (C₆H₁₀O₅)_n の炭水化物（多糖類）である。植物細胞の細胞壁および繊維の主成分で、天然の植物質の1/3を占め、地球上で最も多く存在する炭水化物となっている。綿の主成分であり、繊維素とも呼ばれる。

セルロースは多数のβ-グルコース分子がグリコシド結合により直鎖状に重合した天然高分子である。構成単位であるグルコースとは異なる性質を示す。

セルロース構造式

物理的性質

水にも熱水にも溶けない。

化学的性質

セルロース（β-グルコース分子が重合）分子の形状は水素結合によるシート状になっている。これに対しデンプン（α-グルコース分子が重合）分子の形状は水素結合によるラセン状になっている。

セルロースはヨウ素デンプン反応を示さない。デンプンと同じくグルコース分子を構成単位としながら、セルロースがヨウ素デンプン反応を示さないのは、この反応が分子の形状に由来するものだからである。

生合成

グルコースより、グルコキナーゼ (EC 2.7.1.2)・ヘキソキナーゼ (EC 2.7.1.1)、ホスホグルコムターゼ(EC 5.4.2.2)、UTP-グルコース-1-リン酸ウリジリルトランスフェラーゼ (EC 2.7.7.9)、UDP形成セルロースシンターゼ (EC 2.4.1.12)の作用により合成される。セルロースシンターゼは細胞膜上に存在する。UDP-グルコース生成までの反応経路はグリコーゲンの生合成経路と同じである。

EC 2.7.1.2 　ATP + D-hexose = ADP + D-hexose-6-phosphate
EC 2.7.1.1 　ATP + D-glucose = ADP + D-glucose-6-phosphate
EC 5.4.2.2 　a-D-glucose-6-phosphate = a-D-glucose-1-phosphate
EC 2.7.7.9 　UTP + a-D-glucose-1-phosphate = diphosphate + UDP-glucose
EC 2.4.1.12　 UDP-glucose + (1,4-b-D-glucosyl)n = UDP + (1,4-b-D-glucosyl)n+1

この他に、中間体としてGTP-グルコースを経由する経路も存在する。

再生繊維

綿やパルプから採取されたセルロースは短い繊維状になっている。これに化学処理を施して溶解させると、長い繊維状のセルロースとして再生することができる。

おもな誘導体

ニトロセルロース
アセチルセルロース