Present Status of SPring-8

2007A 採択長期利用課題中間評価について

財団法人高輝度光科学研究センター
利用業務部

2007A期に長期利用課題として採択となった２件こととしている。論文等による外部発表はこれまでの課題の中間評価実施結果を報告いたします。長期のところ必ずしも活発で無いが、装置開発努力を成利用課題の中間評価は、実験開始から１年半が経過果に結びつけることが今後期待される。

した課題の実験責任者が成果報告を行い、長期利用これまでに開発した合金材料の凝固・結晶過程の分科会が、対象課題の３年目の実験を実施するかど観察法を基に３年目の計画を実行し、最終年においうかの判断を行うものです。以下に対象課題の評価て所期の目的の一つである２元型合金の２次元濃度結果、コメントおよび成果リストを示します。

分布を評価する定量的観察手法を確立することを期待したい。また、すでにデンドライトの成長過程な1．高時間・空間分解能X線イメージングを用いたどのリアルタイム観察にも成功しているが、実験と凝固・結晶成長過程における金属材料組織形成機解析を進め、成長初期過程の理論・モデルとの比較構の解明による合金系凝固過程の理解の進展も期待したい。

〔実験責任者名〕
安田秀幸（大阪大学）

予定されている装置や観察方法の改良も一層進めてほしい。

〔採択時の課題番号〕
2007A0014〔ビームライン〕〔成果リスト〕
なし

BL20B2〔評価結果〕
３年目を実施する〔評価コメント〕
本課題は、金属材料の凝固・結晶成長プロセスにおける組織形成過程のその場観察を高輝度X線による高分解能イメージング手法により実現し、凝固組織

2．Nuclear Resonance Vibrational Spectroscopy(NRVS) of Iron-Sulfur Enzymes for Hydrogen
Metabolism, Nitrogen Fixation, and Photosynthesis〔実験責任者名〕
Stephen Cramer（University of California Davis）〔採択時の課題番号〕

や欠陥の形成機構を理解し、製造技術のブレークス

2007A0015

ルーに結び付けることを視野に入れた研究である。

〔ビームライン〕

採択時のコメントなどを反映させて、申請者らはBL09XU

実用上重要であるNi合金系やFe合金系の凝固過程〔評価結果〕のその場観察を成功させることを目標に実験を行っ３年目を実施するてきた。まず高融点金属の観察手法を確立するため、 〔評価コメント〕
高温炉・試料セルなどの改良を進め、真空中または本課題は、生体にとって重要な役割を担っている
不活性ガス雰囲気中で1700℃までX線透過像の観察

鉄硫黄（Fe-S）酵素であるニトロゲナーゼやヒドロが可能なグラファイトを発熱体とした炉の開発に成ゲナーゼの構造と活性作用を、Feサイトの局所振功した。この炉を用いて、Fe-Si-Al合金のデンドラ動モードを反映する核共鳴振動分光法（NRVS）にイトの観察などを行い、更に技術的に困難とされてより明らかにしようとする実験及び解析法の開発をきた純鉄固液界面の吸収像による静的・動的Ｘ線透含んだ独創性の高い開発研究である。このグループ

過像観察に成功した。このことから当初予定していは前長期利用課題から継続的にNRVS法の生体高分た屈折コントラスト法の開発は本課題では行わない子への適用可能性の検証を行ってきている。本課題

362 SPring-8 Information／Vol.13 No.5 NOVEMBER 2008

SPring-8の現状

ではこれらの酵素の活性作用、すなわち触媒反応過程での構造変化、基質と阻害剤の結合部位などを明らかにすることを目的にしている。

A.; Alp, E.; Sturhahn, W.; Yoda, Y.; Cramer, S. P.,
Inorg. Chem., 2008, 47, 3969-3977.
［3］"Dynamics of Rhodobacter capsulatus [2Fe-2S]

これまで、NRVS法固有の特長を他の実験手法とFerredoxin VI and Aquifex aeolicus Ferredoxin 5の比較検討を行うことにより実証し、また分子シミ

via Nuclear Resonance Vibrational Spectroscopyュレーション法をニトロゲナーゼの解析に応用し、(NRVS) and Resonance Raman Spectroscopy",

その精度の評価も行っている。ヒドロゲナーゼ

Xiao, Y.; Tan, M.-L.; Ichiye, T.; Wang, H.; Guo,（ Hmd ）においては予測されなかったFe-O伸縮モ

Y.; Smith, M. C.; Meyer, J.; Sturhahn, W.; Alp, E.

ードが観察されており、今後同位体効果なども含めE.; Zhao, J.; Yoda, Y.; Cramer, S. P., Biochem.,て研究を進めることにしている。ニトロゲナーゼ単2008, 47, 6612-6627.

結晶試料に対しては結晶方位依存性データの解析を［4］"EXAFS and NRVS Reveal that NifB-co, a FeMo-

進めて、またCOと結合したニトロゲナーゼのco Precursor, Comprises a 6Fe Core with an

NRVSの変化の実験と解析も進めている。初期申請

Interstitial Light Atom", George, S. J.; Igarashi, R.に計画されたNRVS/SRPAC実験は採択時のコメンY.; Xiao, Y.; Hernandez, J. A.; Demuez, M.; Zhao,

トにより本課題では行わないことにしている。すでD.; Yoda, Y.; Ludden, P. W.; Rubio, L. M.; Cramer,に成果は４報の報文としてまとめられており、学会

S. P., J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 5673-5680.

発表も活発に行われていることがみてとれ、研究は順調に進んでいると思われる。
最終年には、ニトロゲナーゼのCOまたはN2との複合体や誘導体、光分解試料などのNRVS解析、さらにはNi-FeおよびFe-Feヒドロゲナーゼの解析などが予定されている。これらの計画はこれまでの発展から順当なものと考えられる。前長期利用課題を含めて６年間の研究の集大成の最終年は、これまでの成果を一層推し進めるものと考えられ、NRVS情報の一層の正確性の向上と生体高分子評価法の確立を期待したい。なお、本中間評価は提出された長期利用課題中間評価用書類及び関係書類により行われた。
〔成果リスト〕［1］"Observation of Terahertz Vibrations in Pyrococcus
furiosus Rubredoxin via Impulsive Coherent
Vibrational Spectroscopy and Nuclear ResonanceVibrational Spectroscopy − Interpretation by
Molecular Mechanics", Tan, M.-L.; Bizzarri, A. R.;
Xiao, Y.; Cannistraro, S.; Ichiye, T.; Manzoni, C.;
Cerullo, G.; Adams, M. W. W.; Francis E. Jenney, J.;
Cramer, S. P., J. Inorg. Biochem., 2007, 101, 375-384.
［2］"Characterization of the Fe Site in Iron−Sulfur
Cluster-Free Hydrogenase (Hmd) and of a Model
Compound via Nuclear Resonant Vibrational
Spectroscopy (NRVS) ", Guo, Y.; Wang, H.; Xiao,Y.; Vogt, S.; Thauer, R. K.; Shima, S.; Volkers, P.
I.; Rauchfuss, T. B.; Pelmenschikov, V.; Case, D.
SPring-8 利用者情報／2008年11月 363