188M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
PF-BL10C

抗貧血薬候補ウシラクトフェリンの鉄イオン会合機構
Multiferric ion-induced bovine lactoferrin assembly from
acidic to neutral pH: A new antianemic material
松村義隆 1、山口智大 1、清野翔平 1、川上浩 2、田之倉優 3、小島正樹 1
1
東京薬科大学、2 共立女子大学、3 東京大学

We measured bovine lactoferrin (bLf) in the presence of 70 mol ferric ions
(70FeLf) at pH 1-6 by small angle X-ray scattering (SAXS). The results
indicated that 70FeLf in investigated pH range maintained a globular shape andincluded many bLf monomers. The number of bLf monomer in 70FeLf showed
pH-dependent. Theses suggest that following: (1) Multiferric-bound-bLf may
maintain a stable conformation in both stomach and digestive tract. (2) The
number of bLf monomer in multiferric-bound-bLf might be correlated withinternal conformational change of bLf or apparent pKa of bicarbonate ion.
Multiferric-bound-bLf may be useful for antianemic materials.

189M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
PF-BL10C

食品タンパク質の溶液散乱測定
Solution scattering measurementof a food protein
渡邊 康・農研機構

タンパク質や多糖などの生体高分子の関連する多様な分野において、それらの溶液中の構造特性解析は重要である。そのなかでも、食品に関連する粘性糖タンパク質は高分子量で大量（60-90 wt%）の糖鎖が結合しているため、その結晶化や NMR 解析は難しく溶存状態の知見は十分でない。軟骨プロテオグリカンは細胞間マトリックスの主要構成成分
であり、イオン成分の膜透過性を調整するなど生理的に重要な機能や構造体構成成分としての物理的な機能を果たしている。本研究では、高分子量糖タンパク質の溶液中の構造物性評価における溶液Ｘ線散乱測定の有効性の検証を進行中である。本年は食品関連糖タンパク質であるサメ軟骨およびサケ軟骨プロテオグリカンについて、主として溶液Ｘ線
散乱法による評価結果について報告する。
水溶液中の分子鎖構造は、放射光小角Ｘ線散乱測定により評価した。
溶液Ｘ線散乱測定装置は、高エネ機構 PFBL10C（検出器：一次元位置
敏感比例係数装置、Ｘ線波長：0.1488 nm、試料検出器間距離：1.98 m）
を 主 と し て 使 用 し た 。 一 部 の デ ータ の 再 現 性 の 確 認 に お い て は 、SPring8BL45XU（検出器：２次元検出器 R-AXIS4++、Ｘ線波長：0.09 nm、試料検出器間距離：3.5 m）を利用した。得られた散乱データは試料直前のイオンチェンバーの出力により入射Ｘ線強度の補正をした。また、サメ
軟骨プロテオグリカンの水溶液中の分子量はレーザー光散乱測定により評価した。
結果として、サメ軟骨プロテオグリカンは生理的な条件では、わずかな量の超高分子成分と分子量 200 万前後の主要成分から構成される。
水溶液中のサメ軟骨およびサケ軟骨試料の主要成分の分子鎖構造は、排除体積を持ったほどけた構造である。高分子鎖の堅さの指標である持続長は、サメ軟骨試料については 13-16 nm 程度、サケ軟骨試料については約 9 nm と評価された。サメ軟骨プロテオグリカンはサケ軟骨プ
ロテオグリカンに比べて水中における分子鎖の柔軟性に欠けることが示唆される。

190M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））

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X-ray damage of phospholipid membranes- A Comparison of the ester- and ether-bonded
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[1] V. Cherezov, K. M. Riedl and M. Caffrey. J. Synchrotron Radiation. 9 (2002) 333-341.

191M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
MLF-D1J-PARC および PSI の μSR による酵素反応における電子とプロトン移動の可視化の予備的研究
Preliminary visualization study of electron andproton transfer process in an enzyme reaction by
μSR in J-PARC and PSI
小林政義 1・清谷多美子 2・田中伊知朗 3, 4・髭本亘 5・新村信雄 4１ 茨城大院理工、２ 昭和薬大、3 茨城大工、4 茨城大フロンティアセンター、5 JAEA
【目的】酵素反応の素過程の一つである電子伝達・プロトン移動の直接観測
は反応機構の解明、更には酵素反応制御に大きく寄与する。中性子回折法
はプロトン伝達に関与するプロトンの同定は可能であるが、プロトン移動の実態（方向や頻度など）の観測には不得手である。本研究で用いる素粒子の一種であるミュオンはそれ自体がプローブとしての機能を有する。実際には、ミュオンを試料に注入、試料内に停止させ、ミュオンが停止した位置周辺の内部
磁場を感じることによりその近傍の情報を得る。即ち、ミュオンは局所構造を観測することが可能であり、酵素反応に関与する電子伝達・プロトン移動のダ
イナミクスを原子レベルで直接観測が可能な唯一のプローブであると考えられている。本研究では、ミュオンの生命科学への有用性および創薬研究への応用の可能性を探るために、世界に先駆けて、消化酵素の一種であるセリンプ
ロテアーゼとその阻害剤との複合体を用いて、茨城県東海村の J-PARC およびスイスの PSI で実験を行った。
【方法】測定試料は、chymotrypsin と LBTI (lima bean trypsin inhibitor)、純水を混合し、12～24 時間の間、凍結乾燥により脱水後、60-80%の湿度環境下で静置し、重量比で水分含量 20%に調整したものを準備した。実験は、JPARC/MLF のミュオン科学実験施設の D1 実験装置、および PSI/SμS の
GPD を用いて、ミュオンスピン回転緩和（μSR）法により、温度と縦磁場（LF）を変化させた試料環境で行い、解析には Risch-Kehr (R-K）関数および久保-鳥谷部関数を用いた。
【結果・考察】J-PARC の実験結果を R-K 関数を用いて解析を行ったところ、2つの緩和定数（Γ）が得られた。PSI の実験結果については久保-鳥谷部関数と指数関数を用いて解析を行い、酵素反応が起こっているサンプルと起こっていないサンプルで差がみられた。しかし、試料として用いたタンパク質は分子量が数万の高分子で複雑な構造を持つこと、更に前例がないことから、電子伝達・プロトン移動が生じている位置の特定については、他の分析機器によるデータや計算科学によるシミュレーションなどとともに、慎重な解析および議論
を要する。

192M
（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
BL-10CSAXS によるウイルス複製タンパク質の構造変化
Conformational changes in virus replication protein
by SAXS
加藤悦子 1、清水伸隆 2、加藤昌彦 3、石橋和大 1、石川雅之 1
1
生物研、2 高エネ研、3 シスメックス
ウイルスは自身のゲノムに必要最小限の複製に関わるタンパク質（複製タン
パク質）をコードしている。このためウイルスの複製タンパク質は、構造やドメインの空間配置などを巧みに変化させながら複数の機能を獲得していると考えられている。しかし、その詳細には不明な点が多い。ウイルスの複製機構を真に理解し有効な抗ウイルス戦略を立てるためには、複製の各過程における複製タンパク質の機能と構造（変化）を解明することが重要である。
本研究では、プラス鎖ウイルスに属するトマトモザイクウイルス（ToMV）の複製タンパク質 (メチルトランスフェラーゼドメインとヘリカーゼドメインを含む
130K とその翻訳リードスルー産物の 180K)のうち 130K タンパク質について、
ゲル濾過分析および SAXS による構造変化を解析した。その結果、130K は二量体で存在し、ATP 存在下で構造が変化し安定化することが分かった。また、130K は複製に関わるとともに、ウイルス感染に伴う宿主の RNA サイレンシン
グの抑制にも関与すると考えられている。そこで、130K と siRNA との複合体についても SAXS による解析を試みた。その結果、130K は二量体で siRNA と結合 す る こ と が 分 か っ た 。 ま た SAXS の 結 果 か ら 130K/ATP 複 合 体 と130K/siRNA 複合体の低分解能構造を計算した結果、これら複合体間で 130Kの構造は大きく異なることがわかった。これらの結果から、ウイルス複製タン
パク質の多機能性の獲得には大きな構造変化が関わっていることが示唆され
た。

193M
（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
BL6A

骨格筋を強くする遠心性収縮負荷の筋節内検知センサ
Stress sensor of skeletal muscle sarcomere
in myogenetic eccentric contraction
中原 直哉 1、平野 和宏 1、山内 秀樹 1、平塚理恵 2、竹森 重 11) 東京慈恵会医科大学 医学部 分子生理学
2) 東京慈恵会医科大学 自然科学 生物研【背景・目的】加齢性骨格筋減弱（サルコペニア）による転倒や不活動が問題となる中、骨格筋を強くする処方が熱望される。この中で重い物を支えながら机上にそっと置く、骨格筋の遠心性収縮が注目されている。この遠心性収縮では短縮しようとする筋節が外力によって強制的に引き伸ばされており、筋節構造内の力支持装置に大き目の力学的負荷がかかる。この力学負荷が強す
ぎれば遅発性筋痛や肉離れなどの筋損傷を惹き起こすが、適当な強度の遠心性収縮は筋力増強・筋肥大という骨格筋を強くする変化を誘導するというのが注目される理由である。ここで適当な強度の遠心性収縮が筋節内力支持
装置のどこに作用して骨格筋を増強する変化を誘導するのかを、光学顕微鏡、
電子顕微鏡、X 線回折で検索するのが研究目的である。
【方法】8 週齢 F334 系雄性ラット足底筋の血流を保ったまま支配神経を露出し、この神経を矩形波電気刺激して筋を収縮させた。ラットは収縮能のみ評価した対照群(CON)、刺激頻度 100Hz で筋長一定（等尺性）の負荷収縮をさせた
等尺性収縮群(ISO)、負荷収縮に同期して筋長を至適長の 10%分強制伸展した遠心性収縮群(ECC)に分けた。ISO と ECC 群の負荷収縮は一回 300ms を
3 秒間隔で 10 回行わせた。ECC 群は、電気刺激頻度に 50Hz、75Hz、100Hzの 3 段階を設けることで、各々軽度、中等度、強度の遠心性負荷収縮をさせた３亜群とした。負荷収縮後 60 分間の収縮能変化を刺激頻度 200Hz および
250Hz の等尺性収縮で経時評価し、その後光学、電子顕微鏡用標本に調製した。X 線回折用標本は 60 分の収縮能評価後、直ちに界面活性剤で細胞膜を除去したスキンド骨格筋標本とし、後日 BL6A での X 線回折像取得に用いた。
【結果・考察】中等度・強度 ECC 亜群は刺激後 60 分間の収縮能評価で明らかな収縮張力の低下を示した。強度 ECC 亜群の筋には光学顕微鏡レベルで横紋構造の崩壊、膜の歪みを認め、中等度 ECC 亜群でも電子顕微鏡レベルでは筋節の乱れを認めた。筋節内周期構造の劣化を最も鋭敏に反映して減弱する X 線回折像のミオシン層線は、CON 群では強く見られたが、中等度・強度
ECC 亜群ではほとんど認められず、軽度 ECC 亜群と ISO 群でも強度が低下していた。軽度 ECC 亜群と ISO 群でのミオシン層線強度低下について、現段階ではその程度の違いは明らかでないが、この両者の間に明らかな差を認めれば、極めて微妙な筋節周期構造の乱れが収縮負荷に対する骨格筋増強性の適応応答を誘導する可能性が高いと言えよう。

194M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
BL-6A

モノアシルグリセロールと脂肪酸の含有割合変化に伴う胆汁酸混合ミセルの形態変化
Morphological changes in bile salt-based micelles
with content ratio of monoacylglycerol and fatty acid
相澤秀樹 1、市川創作 2、小竹（奈良）英一 3、長尾昭彦４1 摂南大薬、2 筑波大生環系、3 農研機構食品総合研究所、4 十文字女大
脂溶性医薬品や食品油脂が摂取されると、十二指腸において胆汁に含まれる胆汁酸およびリン脂質により乳化されると共に、消化酵素により加水分解を受け、胆汁酸を主成分とする混合ミセルを形成後、腸で吸収される。医薬品もしくはサプリメントに含まれる脂溶性有効成分は一般に油脂に溶解した状態で存在しており、油脂とともに乳化された後、胆汁酸混合ミセルに可溶化され、腸で吸収される。このように胆汁酸混合ミセルは、脂溶性有効成分の可溶化と吸収に大きな役割を果たしている。胆汁酸混合ミセルの構造を解析し、胆汁酸混合ミセルの組成とその構造との関係を議論することは、脂溶性有効成分の体内吸収を制御する技術の開発に有用な基礎的知見となる。
胆汁酸混合ミセルは、トリアシルグリセロールの酵素加水分解物であるモノ
アシルグリセロールと脂肪酸の混合物の周りを胆汁酸が取り囲むように形成されると考えられている。このような構造では、胆汁酸混合ミセルの内部の混合物の割合が増加するにつれて胆汁酸混合ミセルの形態が変化すると推察される。そこで本研究では、胆汁酸混合ミセルの形態に対するモノアシルグリ
セロールと脂肪酸混合物の含有割合の影響を検討した。
胆汁酸混合ミセルの組成は、ヒト結腸腺癌由来の Caco-2 細胞を用いてβカロテンの吸収性を評価した研究 1)を参考にした。モノオレインに対するオレイン酸のモル比を３：１に保ちながら、その含有割合を段階的に変化させた胆汁酸混合ミセルを調製した。フォトンファクトリー BL-6A に設置されている小角 X
線装置でこれら組成の異なる混合ミセルを測定した。得られた散乱曲線に幾
何学構造モデルに基づく理論散乱曲線をフィッティングすることで、各混合ミセ
ルの大きさと形状を求めた。その結果、胆汁酸（BS）：モノオレイン（MO）：オレイン酸（OA）のモル比が 60:0:0 と 60:3:1 の混合ミセルは球状ミセルであり、BS：
MO：OA が 60:24:8 の混合ミセルでは回転楕円体状ミセルに変化した。さらに、
BS：MO：OA が 60:36:12 の混合ミセルでは円柱状ミセルへと変化した。この結果から胆汁酸混合ミセルのモノオレインとオレイン酸の含有割合により混合ミセルの形態が変化することが明らかになった。
[1] T. Sugawara, M. Kushiro, H. Zhang, E. Nara, H. Ono, A. Nagao, J. Nutr., 131(11), 2921 (2001).

195M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
使用ステーション／SSRL-BL7-3, SSRL-BL-4-3

ブルー銅タンパク質電子状態のアロステリック制御
Allosteric Regulation of Electronic Structurein Blue Copper Protein
山口峻英 1、Robert K. Szilagyi2、髙妻孝光 11 茨城大院理工、2 モンタナ州立大学
Pseudoazurin は、脱窒において亜硝酸還元酵素、亜酸化窒素還元酵素に対し、電子供与体として機能している。Cu+/2+に His40、His81、Cys78、Met86 が配位した活性中心は Type 1 銅に分類され、異方性の高い独特の電子状態によって青色を呈している。Pseudoazurin では、Type 1 銅の電子状態に異方性の高い成分(Axial 成分)と低い成分(Rhombic 成分)が見出されている。また、銅の第二配位圏に存在する Met16 は Type 1 銅に弱く相互作用し、電子状態の調節していることがこれまでに報告されてきた。
X 線吸収分光法(XAS)および密度汎関数法によって Pseudoazruin Met16 変
異体の Type 1 銅の構造・電子状態を検討した。Cu K 吸収端と S K 吸収端における XAS の測定は SSRL BL 7-3、4-3 において行った。Cu K 吸収端における XANES では立ち上がりエネルギーのシフトから、Axial 成分では Rhombic 成
分 よ り も 有 効 核 荷 電 が 減 少 し て い る こ と が わ か っ た 。 EXAFS か ら は 、
Cu-N(His)、Cu-S(Cys)の距離が活性中心の電子状態によらず 1.94-1.96Å、
2.15-2.16 Å になった。また Rhombic 成分における Cu-S(Met)の距離は 2.48 Åに決定され、Axial 成分では Cu-S(Met)の結合距離が長くなっているものと考えられた。S K 吸収端で 2469 eV 付近に pre-edge バンドが観測された。
pre-edge バ ン ド の 強 度 に も と づ き
Cu-S(Cys)の共有結合性を推定したところ、Axial 成分では 49 %、Rhombic 成分では 31 %になることが判明した。密度汎関数法による構造・電子状態計算から、タンパク質主鎖が銅に提供するキャビティ（外圏）がフレキシブルな性質を持つことでType 1 銅(内圏)において Axial/Rhombicの電子状態遷移が起こるものと推察された（図１）。Met16 を変異したことによる弱い相互作用の違いが、主鎖コンフォメー
ションの変化を誘起し活性中心に伝達さ 図 1: 外圏のフレキシビリティ
れるアロステリックな電子状態の調節メカ による電子状態制御の機構
ニズムが存在しているものと考えられる。

196M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
PF-AR NW12A

PF-AR NW12A における分光装置の開発
The Development of Spectroscopic Systemat PF-AR NW12A
引田理英１、山田悠介１、富田文菜２、松垣直宏１、千田俊哉１
１ KEK-放射光、２ 自治医科大学

現在のタンパク質の機能メカニズムの解析研究において、Ｘ線結晶構造解
析だけではなく、種々の分光法を組み合わせることの重要性が認識されるよ
うになってきている。このことは APS、NSLS や SPring-8 といった世界中の多くの放射光施設で分光装置が導入されていることからも明らかである。タンパク質の機能メカニズム解明のためにはタンパク質を構成する原子の位置とその化学的諸性質を明らかにする必要がある。原子の化学的諸性質は主にその原子の関与する化学結合によって決まる。Ｘ線結晶構造解析法は、基本的には、原子の空間的な配置を決定するが、分光学的方法によれば、化学結合を精密に解析することができる。種々の分光法の中でも、振動分光法は原子の化学的諸性質を明らかにするために最も重要な解析法の一つである。しかし、
振動分光法により、原子の位置情報を得ることは不可能である。このようなＸ
線結晶構造解析法と振動分光法との相補性を認識し、これらの方法によってタンパク質の機能メカニズム解析が推進された例は非常に少ない。
そこで、「Ｘ線結晶構造解析法と振動分光法の相補性」を活用できる研究拠点の形成を目標に、ビームライン PF-AR NW12A において、タンパク質水溶液
及び結晶に適用できる分光装置を開発・設置するプロジェクトを開始した。タン
パク質水溶液に適用できる分光装置を利用することで、Ｘ線結晶構造解析だ
けでは分かり得なかった動的な情報を得ることができるようになる。さらに結晶に適用できる分光装置を利用することで、Ｘ線照射に伴うＸ線損傷を最小化するためのＸ線回折実験条件の検討や得られたＸ線構造が目的の状態であることを検証することができるようになる。本ポスターでは、相補性が活用された研究報告を例に、「Ｘ線結晶構造解析法と振動分光法の相補性」の重要性について、より詳細に解説している。またタンパク質水溶液及び結晶に適用できる分光装置の開発・設置の構想についても紹介する。

197M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
時分割小角Ｘ線散乱測定によるブロック共重合体溶液の蒸発過程におけるミクロ相分離構造形成過程の解析
奥村真大 1・富田翔伍 1・五十嵐教之 2・清水伸隆 2 佐々木園 1・〇櫻井伸一 11
京工繊大院工 2 高エネ研
【緒言】 ブロック共重合体が形成するミクロ相分離構造の中で、球以外の形態のミクロ相分離構造 (例えばシリンダー)は異方的な形状であるため、流動場や電場等の外場を印加す
ると配向することが知られている。これに対して球状ミクロ相分離構造の場合は、その等方的形状ゆえ外場に対して配向することはないと考えられる。しかしながら球は、三次元空間では体心立方(BCC)格子を構成することが知られており、BCC 格子は外場に対して配向すると予想される。また、外場だけでなく、試料自身の表面(自由表面)や基板との界面が原因で BCC 格子の配向が誘発されることも予想できる。そこで本研究では、ブロック
共重合体溶液のキャスト過程における構造形成・配向の過程をその場観察することを目的に時分割小角 X 線散乱(SAXS)測定を行った。
【実験】 用いた試料は、スチレン-エチレンブチレン-スチレントリブロック共重合体(SEBS16)である。そのキャラクタリゼーションは数平均分子量( Mn )が 6.6×104、分子量分
布の多分散指数( Mw /Mn )が 1.03、ポリスチレン(PS)の体積分率(φPS)が 0.16 である。この試料をエチレンブチレンに対して選択的に良溶媒であるヘプタンと共通溶媒である塩化メ
チレンの混合溶媒に溶解させてポリマー濃度 5wt%の溶液を作製した後、塩化メチレンをすべて蒸発させ、ポ リマー濃度 10wt%の溶液を作製した。この溶液を図 1 に示す自作の
実験治具のカプトンフィルム上にのせ、さらに重量変化を計測するため図 1 の治具一式を電子秤量計にのせた。これを用いて、高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設の SAXS
ビームライン (BL-10C)にて時分割 2 次元 SAXS(2d-SAXS)測定を室温で行った。なお以下に示す結果は X 線ビームを試料溶液の最表面近傍に入射して測定した結果である。
【結果と考察】図 1 に示した自作の治具の特徴は X 線をさえぎる容壁がないことである。
このような壁のないサンプルホルダーを用いることで、ブロック共重合体溶液のキャスト
過程で 2d-SAXS 測定を行うことに初めて成功した。図 2 に 2d-SAXS 測定の結果を示す。
図中のスケールバーは散乱べクトル q に対するものであり、q = (4π/λ)sin(θ/2)で定義される。
ここで、λは X 線の波長で λ = 0.1488 nm、θ は散乱角である。(a)は蒸発開始後 1 分経過時の結果であり、蒸発過程の早い段階で円環状のピークが現れた。これに対して(d)は約 10分経過後の結果であり、蒸発が進むにつれて楕円状に変わっていった。これは蒸発方向に垂直な面の間隔が狭まっていることを表すが、その理由として、溶媒蒸発に伴って液面が徐々に下っていったためと考えられる。図 3 の黒丸と白丸はそれぞれのポリマー濃度における、カプトンフィルムに平行ならびに垂直な(110)面の面間隔 d をプロットしたものであり、d は d = 2π /q* (q* :一次ピーク位置)で算出した。図 3 が示すようにポリマー濃度が約40wt%を境にカプトンフィルムに平行な(110)面の面間隔が減少しており、先述の 2d-SAXS
パターンの変化が起こりはじめる濃度が約 40wt%であることが定量的に示された。逆に、ポリマー濃度 40wt%まで面間隔がほぼ一定なのは、BCC 格子のひずみを解消できる状態を保てるぐらいに、系はまだ流動的である、すなわち、粘度は高くなく、また PS 球はまだガラス化していないことを示している。

198M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））

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Current Status of BioSAXS instruments
at Photon Factory
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199M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））

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200M
（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））

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201M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））'

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202M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））

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203M（生物物理，生物化学（小角散乱等，L以外））
BL10C

高速重イオン照射による CeO2 中欠陥構造の SAXS 評価
SAXS Observations of Defect Structure in CeO2 by
Swift Heavy Ions
○吉岡 聰 1，鶴田幸之介 1，高木聖也 1，安田和弘 1，松村 晶 1，
堀出朋哉 2，石川法人 3
1 九州大学 工，2 九州工業大 工，3 原子力研究機構
高速重イオンをセラミックス材料に照射すると，材料中に高密度の電子励起が付与されイオントラックと呼ばれるナノメートルサイズの柱状欠陥が形成される．このような微細構造変化は，例えば原子炉材料の性能劣化を把握するために重要であり，定量的な評価が求められている．酸化セリウム（CeO2）は，核変換処理材料として期待され，また，軽水炉燃料の酸化ウランと同一の結晶構造であるため模擬材料としても広く研究されている．一方，ケイ酸（SiO2）
ガラスは，非晶質中に生成するイオントラックの構造理解を目的とした数多くの研究がある．本研究では，SiO2 ガラス基板上に CeO2 を成膜した 2 層構造(a) 0 °
試料に対して高速重イオンを照射し，各層でのイオントラック構造を小角
X 線
散乱（SAXS）法により調べた．
CeO2 薄膜は，SiO2 ガラス基板上にパルスレーザー蒸着法を用いて作製した．高速重イオン照射は日本原子力研究開発機構（JAEA）のタンデム加速器
を用い，ビーム方向に対して基板面が垂直となるように試料を配置して実験した．イオン種およびエネルギーは 70 MeV Xe イオンとした． SAXS 測定はカ
メラ長 1 m，波長 1.5 Å に設定し，2 次元検出器（PILATUS 2M）で散乱パター
ンを観察した．
図 1 に 70 MeV Xe イオンを
3×1011 および 1×1014 ions/cm2 まで照射した試料の SAXS パターンを示す．両者を比較すると，ピー
ク位置はほぼ同様であるが，高照
射量の 1×1014 ions/cm2 の場合に高いピーク強度および広いピーク
幅示している．これらは，生成しているイオントラックの面密度およびイオントラックの半径の違いに起因している．
図 1 70 MeV Xe イオンを照射した
CeO2/SiO2 の SAXS プロファイル㻞㻜㻠㻹䠄⏕≀≀⌮䠈⏕≀໬Ꮫ䠄ᑠゅᩓ஘➼䠈㻸௨እ䠅䠅
BL-6A

リン脂質とコレステロールからなる
非ラメラ液晶が示す相挙動の小角 X 線散乱分析
Analysis of phase behavior of non-lamellar liquid
crystals consisting of phospholipid and cholesterolby small angle X-ray scattering
端山琢人 1、黒岩崇 1、市川創作 2、金澤昭彦 1
１ 都市大院工、２ 筑波大生命環境

リン脂質やコレステロールの混合物は水溶液中で脂質二分子膜を形成し、ベシクルやミエリンなどラメラ液晶相が出現するほか、温度や濃度などの諸条
件により非ラメラ相に転移することが知られている。本研究グループでは、リン脂質/コレステロール/水系において、目視可能なミリメートルオーダーの球状および膜状分子集合体を作製する手法を開発し、これらが多形のリオトロピッ
ク液晶であることを明らかにしてきた。これまでに、脂質成分および水相成分を変化させることで、ヘキサゴナル相やキュービック相などの非ラメラ液晶相が出現することがわかっている。本研究では、小角 X 線散乱(SAXS)測定を中心として、本液晶性分子集合体に見られる非ラメラ液晶相の出現条件について検討を行った。
卵黄由来ホスファチジルコリン(EPC)、コレステロール(Chol)および種々の添加成分(Add)を EPC:Chol:Add＝5:5:1 のモル比で n-ヘキサンに溶解し脂質溶液とした。この脂質溶液を NaCl 水溶液または種々の pH に調整した緩衝液上に静かに積層し、約 24 時間静置してヘキサンを蒸発除去する
ことで水相中に巨大分子集合体を得た。
水相に NaCl 水溶液を用いた場合、添加成分
として長鎖アルキルアミンを用いて得られた分子集合体は直径数 mm に達する球状になったのに対し、長鎖脂肪酸を用いて得られた分子集合体は膜状になった。SAXS 測定の結果、球状および膜状分子集合体は温度に依存してそれ
ぞ れ cubic- lamellar 相 転 移 お よ び Figure 1. Small angle X-ray
scattering patterns for liquidhexagonal-lamellar 相転移を起こすことがわか crystalline
molecular aggregatesった。さらに、水相の pH を変化させて得られた consisting of EPC/Chol/SAm atin (A) acetate buffer of pH 4分子集合体は、添加成分が同じであってもその 40˚C(cubic) and (B) borate buffer of
pH 10 (hexagonal).
相挙動は大きく異なることが明らかとなった。