hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多軸応力のもとでの鉄基形状記憶合金の熱・力学的挙動評価

熱・力学的負荷を受ける鉄基形状記憶合金中でεマルテンサイト変態が進行する過程を,微視領域に積層欠陥が堆積する過程ととらえ,積層欠陥の発生・増殖条件を内部変数の発展式として理論に取り込むことによって,同合金の変態/変形過程を記述する理論体系を提唱した.単軸くり返し熱・力学的負荷の場合の数値シミュレーションを行い,応力-ひずみ-温度ヒステリシスを計算した.応力-温度空間における変態曲面を仮定し,それをポテンシャル関数とみなすことによって,変態塑性材料の挙動に関する統一理論を誘導した.鉄基形状記憶合金試験片を用いて引張り-圧縮試験を実行し,変態線と応力-ひずみ-温度ヒステリシスを決定した.応力-温度平面における逆変態域の幅は,前負荷(前マルテンサイト変態)の程度が進むとともに広がる.ただし,そのこう配は変化しない.引張り,圧縮前負荷に起因するそれぞれの逆変態域は,反対応力側にも同じこう配で延長される.単軸引張り/圧縮負荷のもとで生じる応力-ひずみ-温度ヒステリシスの形を,変態の進行とともに変化する変態域を考慮することによって予測できる.これは,降状曲面の変化から塑性変形を予測できることに対応する.熱・力学的負荷を受ける鉄基形状記憶合金中でεマルテンサイト変態が進行する過程を,微視領域に積層欠陥が堆積する過程ととらえ,積層欠陥の発生・増殖条件を内部変数の発展式として理論に取り込むことによって,同合金の変態/変形過程を記述する理論体系を提唱した.単軸くり返し熱・力学的負荷の場合の数値シミュレーションを行い,応力-ひずみ-温度ヒステリシスを計算した.応力-温度空間における変態曲面を仮定し,それをポテンシャル関数とみなすことによって,変態塑性材料の挙動に関する統一理論を誘導した.鉄基形状記憶合金試験片を用いて引張り-圧縮試験を実行し,変態線と応力-ひずみ-温度ヒステリシスを決定した.応力-温度平面における逆変態域の幅は,前負荷(前マルテンサイト変態)の程度が進むとともに広がる.ただし,そのこう配は変化しない.引張り,圧縮前負荷に起因するそれぞれの逆変態域は,反対応力側にも同じこう配で延長される.単軸引張り/圧縮負荷のもとで生じる応力-ひずみ-温度ヒステリシスの形を,変態の進行とともに変化する変態域を考慮することによって予測できる.これは,降状曲面の変化から塑性変形を予測できることに対応する.
ソーシャル・アライアンスの逆機能とソーシャル・エンタープライズへの進化

企業とNPOのソーシャル・アライアンス研究のなかで、最終的に新製品開発や社会価値の変革などの社会変革にまでつながったケースをもとに、アライアンスの動機、過程、結果についてインタビュー調査をもとに分析した。企業とNPOのアライアンスが、単に不足している資源や知識を相互に補完するという関係だけにとどまらずに、アライアンスの逆機能を克服しながら新しい価値や知識の創造につながることが求められていることを強調した。企業とNPOという異なったアクター間のソーシャル・アライアンスの進化過程を理論化しながら、その過程でNPOが意図せざる結果という陥穿を克服しながらソーシャル・エンタープライズとして独立した存在になるまでの過程を分析することが目的である。この目的のために、90年代以降注目されつつあるソーシャル・アライアンスやソーシャル・エンタープライズの議論のなかで、組織間学習、組織間信頼をキーワードにする企業とNPOのソーシャル・アライアンスのダイナミックなプロセス志向の研究を中心にして文献レビューを行なった。たとえば、1.問題ストリーム,政策ストリーム,組織ストリーム,社会的・政治的・経済的ストリームから協働の窓(collaborative window)が開かれるプロセスを分析する研究(D. J. Lober, 1997)、2.協働をタスクフォース、JV、戦略的架橋、調整に区分し、解決すべき問題が複雑であり関与の度合いも低い場合のタイプは戦略的架橋であることを提示した研究(F. Westley=H. Vrendenburg, 1991)、3.企業と環境NGOをはじめとする多様なステイクホルダー間の協働過程を学習-行為ネットワークという概念によって説明する研究(S. Clark=N. Room, 1999)などである。さらにソーシャル・アライアンスの具体的ケースとして、横浜ビール・日本地ビール事業研究所と北鎌倉湧水ネットワークとの間の「北鎌倉の恵み」の製造や販売に至る過程と予想しない逆機能についてインタビュー調査を実施した。帝人テクノプロダクトとNPO法人ピースウインズ・ジャパンとによる難民支援用バルーンシェルター共同開発のケースについてインタビュー調査を実施した。ほかにもソーシャル・アライアンスのケースについて情報収集を行なった。企業とNPOのソーシャル・アライアンスについての研究は緒についたばかりであり、その生成過程やプロセス、さらには結果について十分な議論ができているわけではない。とりわけ企業とNPO,さらには行政を含めた企業とNPOと行政のトライセクター・アライアンスの進化過程や、その過程における意図せざる逆機能については体系的な分析がなされているわけではない。本研究では、最終的に新しい商品の開発にまでつながったソーシャル・アライアンスとして、タオル製造メーカーと視覚障害者の雇用創造を目指して活動するNPO法人の協働による新しいタオルの開発製造の事例、地域ブランドをもとに産業振興を目指して協働する大学発ベンチャー企業、シティプロモーションを目的に活動するメディア・ポータル型NPO、地元行政機関と公営動物園の三者によるチャリティ商品の開発と販売の事例、地元行政とリサイクル企業と障害者雇用や支援に積極的なNPOの協働によう資源リサイクル活動の事例、の3つを取り上げアライアンスの動機、過程、結果についてインタビュー調査をもとに分析した。さらに先行研究をもとに、企業とNPOのアライアンス、行政とNPOのアライアンス、企業とNPOと行政のアライアンスの異同について明らかにした。最後に企業とNPOと行政のアライアンスが、単に不足している資源や知識を相互に補完するという関係だけにとどまらずに、アライアンスの逆機能を克服しながら新しい価値や知識の創造につながることが求められていることを強調した。
神経変調因子の脳局所ダイナミクスとＧＰＣＲ相互作用を介した学習効率の制御

マウス小脳へのB型ガンマ・アミノ酪酸受容体アゴニスト注入は小脳長期抑圧(LTD)依存的な視機性動眼反射(OKR)順応を促進した。一方、in-vitro実験により、1型アデノシン受容体がLTDのトリガー分子である1型代謝型グルタミン酸受容体と複合体化し、プルキンエ細胞におけるLTDの素過程を阻害することが分かった。Gタンパク質共役性受容体の相互作用がシナプス可塑性と学習に影響することが示唆された。申請者は、小脳プルキンエ細胞の1型代謝型グルタミン酸受容体mGluR1にB型ガンマ・アミノ酪酸受容体(GABAbR)が複合体化しており、脳髄液レベルのGABAを投与するとmGluR1介在性のグルタミン酸応答性抑圧が促進されることを報告した。この応答性抑圧は小脳長期抑圧の素過程であることから、神経活動依存的脳髄液GABA濃度変化に応じて、小脳依存的学習の成績が変化する可能性がある。この可能性を検討するため、マウスにおいて脳髄液GABAの濃度と視機性動眼反射(OKR)順応学習の成績の相関の解析を目指している。具体的には、高速クロマトグラフィー-電気化学検出(HPLC-ECD)により脳髄液中GABAの濃度を測定し、OKRゲインと比較する。本年度は、HPLC-ECDプロトコールを確立し、校正データを取得し、本実験のリハーサルを行うため、単離マウス小脳細胞培養系が活動依存的に放出するアミノ酸の濃度を測定した。NMDAを滴下してから培養液を回収し、含まれているアミノ酸にo-フタルアルデヒド(OPA)を付加した。HPLCによりアミノ酸を分離し、カーボン電極を通過させた。電極に発生したOPAの酸化還元電流の振幅からアミノ酸濃度を推定した。主として顆粒細胞由来の10 nM以下のグルタミン酸が検出できた。マウス小脳組織より細胞密度が低い培養系においてアミノ酸が検出できたことから、このプロトコールの感度が所期目標に十分であることが分かった。一方、マシンビジョン式高精度OKR測定システムの開発・改良を行った。このシステムを小脳皮質シナプス伝達に障害がある自然発生突然変異マウス(作出者:医薬基盤研究所竹森ら)に適用したところ、野生型に比してOKRゲインが著しく低いことが分かった。この結果は、測定システムがシナプス変調の小脳機能に対する影響を検出するために十分な精度を有していることを示している。神経活動依存的脳髄液GABA濃度変化に応じて小脳依存的学習の成績が変化する可能性を検討するため、マウスにおいて脳髄液GABAの濃度と視機性動眼反射(OKR)順応学習の成績の相関の解析を目指してきた。具体的には、マイクロダイアリシスにより小脳片葉付近の脳髄液を連続的に回収し、高速クロマトグラフィー-電気化学検出(HPLC-ECD)によりGABAの濃度を測定し、OKRゲインと比較する。昨年度までに、サンプルからGABAを検出するHPLC-ECDプロトコールを確立した。本年度は、マイクロダイアリシスのプロトコールを確立し、現在、小脳から回収したサンプルの解析を行っている。マイクロダイアリシスのプローブ出口側の背圧によりプローブの汗かき現象が起こるとGABAを含むアミノ酸の回収率が低下することが分かった。この点を改善するためプローブからフラクションコレクターまでの水路系を最短化し、OKR測定装置の内部にマイクロダイアリシス用のインジェクターポンプとフラクションコレクター等を組み込んだシステムを開発している。さらに学習成績に対する影響が最少となるよう、OKR測定用固定具やガイドカニューラ埋設の外科手術を最少時間で行うプロトコールを確立した。これらの方法により小脳からnMレベルのGABAを検出することに成功した。完成した実験方法を用いて観測例数を増やし、なるべく早期に成果を論文発表する。一方、これまでに開発していたOKR測定システムを小脳皮質シナプス伝達に障害がある自然発生突然変異マウス(作出者:医薬基盤研究所竹森ら)に適用し、野生型に比してOKRゲインが著しく低いこと、またそれが顆粒細胞のNMDA受容体シグナルの減弱に起因することを示唆するデータを得た。この結果は、上記のGABA測定の結果と相俟って、シナプス変調が小脳機能に影響する分子機序の一端を提示するものである。申請者グループは先行研究において、小脳プルキンエ細胞が発現する1型代謝型グルタミン酸受容体mGluR1にB型ガンマ・アミノ酪酸受容体(GABAbR)が複合体化しており、脳髄液レベルのGABAを投与するとmGluR1介在性のプルキンエ細胞のグルタミン酸応答性低下が促進されることを報告した。このグルタミン酸応答性低下は小脳関連学習を支えるシナプス可塑性(小脳長期抑圧)の素過程であることから、神経活動依存的な脳髄液GABA濃度の増減に応じて、小脳長期抑圧が促進/阻害され、学習成績が変化する可能性がある。

一般に、学習成績には個体差があり、同じ個体においても脳全体の活動等の影響を受けて変化する。GABAbRによるシナプス可塑性の変調は学習効率変化の分子機序の一部である可能性が考えられた。これらの可能性を検討するため、マウス個体において小脳長期抑圧が関与する視機性動眼反射(OKR)順応学習(物体を追尾する反射性眼球運動の物体に対する追随性がトレーニングにより向上する現象)を測定した。小脳片葉にGABAbRアゴニストを投与した場合、第1日目の1時間トレーニング中の学習成績推移には影響が見られないものの、第2日目のトレーニング開始時に前日に達成した成績が維持されていた。なお、上記測定に用いた測定システムのハード/ソフトウエアを改良し、次年度以降の実験項目においてより高精度にOKR順応学習を解析できる測定システムを開発した。本研究ではさらに、マウス個体の自発的神経活動により生じた脳髄液GABAの濃度と小脳関連学習の成績の相関を検討しようとしており、そのための高感度の高速クロマトグラフィー-電気化学検出(HPLC-ECD)システムを開発した。開発したシステムはnMオーダーのGABAを検出でき、脳髄液サンプル中のGABAの濃度変化(数十数百nM)を十分に解析できるものとなった。本研究で予定している、マウス個体の自発的神経活動により生じた脳髄液GABAの濃度とOKR順応学習の成績の相関の解析の実施に必要となる、高感度・高精度のアミノ酸濃度測定とOKR測定の技術およびプロトコールが完成した。HPLC-ECDシステムはnMレンジのグルタミン酸が検出できることが分かり、相関解析の実施に十分に高感度なアミノ酸濃度測定が可能であることが分かった。またOKR測定システムは、小脳皮質シナプス伝達障害の影響を検出できることが分かった。したがって、これらの技術を組み合わせることで所期目標の達成が十分可能であると考えられる。(1)予備実験および本実験を別の実験者群によって実施し、小脳片葉においてGABAbRを薬理学的に活性化させるとmGluR1介在性のOKR順応学習が促進されることを確証した。このことから、本研究において追究している、Gタンパク質共役型受容体群(GABAbR1-mGluR1)の相互作用が学習効率を決める要因の一つである可能性が強く支持された。(2)本研究では自発的神経活動によって生じた脳髄液中GABA等の濃度と学習成績の相関を解析しようとしており、高精度で脳髄液サンプル中のGABA等の濃度とOKR順応学習を測定することが必要になっている。初年度において下記i, iiの通り、これらの実験技術をほぼ完成することができた。したがって次年度以降の研究計画を円滑に遂行することが可能と考えられる。i)アミノ酸のOPA化学修飾プロトコールの最適化、カラム分離時の温度の厳密な管理、カラム分離したアミノ酸の拡散の最小化、電気検出装置の徹底したノイズ低減等により、脳髄液サンプル中のGABA等の濃度変化(数十数百nM)を十分に検出できるHPLC-ECDシステムを確立した。ii)デジタルカメラを用いた高時間分解能の瞳孔位置検出、および既存の解剖学的データに依存せず個体毎の眼球運動データ自体から眼球運動の標準軌道を算出するアルゴリズムを組み込むことにより、高精度にOKR順応学習の解析が行える測定システムを確立した。平成25年度においては、平成24年度に完成したOKR測定システム、HPLC-ECDシステム、およびこれらの運用
関数解析とその応用

本研究では、関数解析とその応用に関する研究分野に貢献することを目指し、関数環と作用素論、非線形解析の理論的進展と微分方程式を含む数理モデルの解析、一般化された関数の理論と生物学への応用、作用素子代数に基づく情報理論とその応用に重点を置いて研究を進め、十分な成果をあげることができた。1.関数環の理論を進める上で重要な課題である外関数、重み付きハ-ディ空間、テープリッツ作用素、不変部分空間などに多くの結果を得、一般化リプシッツ空間におけるリトルウッド・ペ-リ-作用素とその応用について興味ある知見を得た。2.様々な数理モデルに現れる非線形問題を対象とし、無限次元力学系、偏微分方程式、数値解析などの関連分野において得られた最新の知見や手法を併用することにより発展作用素に関し理論と応用の両面から十分な成果をあげることができた。3.一般化された関数の理論と応用について、擬微分作用素とテープリッツ作用素及び微分方程式への応用の観点から研究を進め、興味ある結果が得られた。4.関数解析と確率解析の手法を適用し、境界領域上の様々な問題を複雑さの観点から統一的に取り扱う情報力学の理論を構築して多大な成果をあげた。5.確率解析の理論と応用について研究を進め、とくに安定型確率場の決定性の問題や無限分解可能過程に関する問題について興味ある知見を得た。関数解析は、数学のみならず科学技術、生命科学、医学などの諸分野と関連し、理論と応用の両面で発展していることを強く認識した研究を遂行するには、各分野の専門家との間で緊密な研究協力が必要であり、今年度はとくに関連分野の著名な外国人研究者と共に大規模な国際会議を開催したが、この助成により貴重な情報交換と新しい研究プロジェクトを発足させることができた。本研究では、数理科学に現れる様々な数学的問題に対して多大な成果をあげている関数解析とその応用に関する研究をさらに進展させることを目指し、とくに関数環と作用素論、非線形解析の理論的進展と微分方程式を含む数理モデルの解析、一般化関数の理論、作用素代数に基づく情報理論に重点を置き、理論の進展と他分野への積極的な応用を試み、今後の進展が期待される形で研究を遂行した。1.関数環の理論を進める上で重要な不変部分空間、外関数、ハ-ディ空間、テープリッツ作用素などについて多角的に研究を行った。また、一般化リプシッツ空間におけるリトルウッド・ペ-リ-作用素について詳細な解析を行った。2.様々な数理モデルに現れる非線形問題を対象とし、無限次元力学系、偏微分方程式、数値解析などの関連分野において得られた最新の知見と手法を併用することによって発展作用素の理論を進め、様々な非線形発展問題に適用した。3.一般化関数を擬微分作用素とテープリッツ作用素の観点から取り扱うと共に、ラプラス超関数を用いて微分方程式の解法を与えることを試みた。4.関数解析および確率解析の手法を適用して情報力学の理論を進め、境界領域上の様々な問題を複雑さの観点から統一的に取り扱うことを試みた。5.安定型確率場の決定性や無限分解可能過程に関する問題について新しい知見を得ると共に、表現論と関連分野における研究者との学術交流を進めた。関数解析は、数学のみならず科学技術、生命科学、医学などの諸分野と関連し、理論と応用の両面で相補的に発展している。研究遂行には、学際的な研究集会を組織する必要があるが、この補助金によって十分な成果をあげることができた。とくに、関連分野の著名な外国人研究者と共に大規模な国際会議を開催したが、この助成により貴重な情報交換と新しい研究プロジェクトを発足させることに成功した。
非興奮性細胞における非選択的カチオンチャネルとしてのバニロイド受容体の機能的役割

本年度は申請書記載のように、バニロイド受容体、あるいは他のカルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入機構の生体反応における役割について検討を行った。その成果を次の3点にまとめた。1.カルシウム拮抗薬抵抗性カルシウム流入検出:ラット大動脈切片をexplant法にて平面培養し、平滑筋細胞を収縮型(興奮性細胞)から合成型(非興奮性細胞)に形質転換させた。平滑筋刺激薬ATPとアンジオテンシンIIの添加し、収縮型・合成型平滑筋細胞の細胞内カルシウム動態を測定したところ、両フェノタイプにおいて類似パターンの細胞内カルシウム変化が認められた。この持続性カルシウム流入はカルシウム拮抗薬の前処置により収縮型では抑制されたが、合成型では何ら変化を示さなかった。この結果は形質転換によりカルシウム流入経路が変化することを示唆している。合成型におけるカルシウム流入経路とバニロイド受容体の関連性については現在検討中である。2.バニロイド受容体を介する細胞機能解析:神経細胞モデルPC12細胞にカプサイシン、レジニフェラトキシンを作用させたところ、ノルアドレナリンとアラキドン酸遊離が引きおこされた。この反応におけるカルシウム流入経路を検討中である。3.病態モデル動物での検討:ラットの塩酸胃損傷モデルおよび幽門洞潰瘍モデルにおいて、バニロイド受容体アゴニストと拮抗薬の作用を検討した。その結果、カプサイシンおよび生姜成分ジンゲロールが胃保護作用を有することを見いだした。この胃保護作用はバニロイド受容体拮抗薬で抑制されることから、バニロイド受容体を介する作用であることが明らかとなった。モルモット摘出回腸標本を用いた検討より、カプサイシンは直接バニロイド受容体を刺激するが、ジンゲロールはバニロイド受容体活性を増大させることにより、作用していることが推測された。
単純なアミノ酸を触媒として用いる実用性に優れた不斉四級炭素構築法の開発

医薬品開発において不斉四級炭素構築法の開発が求められている。特に環境負荷および生産コストが低い反応であること、高収率かつ高立体選択的に目的物が得られることが実用化の観点から重要である。本研究では、単純なアミノ酸を触媒として用いたα位分岐型カルボニル化合物の不斉α-アルキル化反応の開発により、実用性に優れた不斉四級炭素構築法の確立を目的としている。具体的には、入手および取り扱いが容易な光学活性化合物である第一級α-アミノ酸を触媒として用い、α位分岐型カルボニル化合物との反応により生じたエナミンをハロゲン化アルキルに対して求核剤として反応させることで、Storkエナミン-不斉アルキル化反応を高収率かつ高エナンチオ選択的に達成する。筆者らの研究により、光学活性な第一級アミノ酸およびその塩はα位分岐型アルデヒドとのイミン-エナミンを形成しやすく、発生したエナミンによる求核付加反応がエナンチオ選択的に進行することがわかっている。当初の計画では、H29年度中にハロゲン化アリルを用いたα位分岐型アルデヒドの不斉α-アリル化反応を検討し終える予定であったが、目的生成物の収率およびエナンチオ選択性において満足な結果が得られなかったため、平成30年度も引き続き、同反応の条件検討を進めた。アルデヒドを用いたイミン-エナミン型反応についてこれまでに得られている知見を活かすため、特に、2-フェニルプロピオンアルデヒドを基質としたアリル化反応について重点的に検討を行った。反応温度や濃度、触媒、溶媒などの基本的な条件検討のほか、アリル化合物の脱離基の変更やガスクロマトグラフィーを用いた反応基質および試薬消費量の調査により本反応についての理解が進み、収率およびエナンチオ選択性の向上に結び付いた。H30年度も引き続き、基質として2-フェニルプロピオンアルデヒドを用い、ハロゲン化アリルなど脱離基を有するアリル化合物への求核置換反応によるアリル化反応の収率とエナンチオ選択性の改善を試みた。反応条件の詳細な検討やガスクロマトグラフィーを用いた実験による反応解析を進めた結果、触媒としては側鎖が嵩高くなっている第一級α-アミノ酸が有効であることや、用いる塩基の種類により収率およびエナンチオ選択性が大きく変化することなどを見出した。H30年度のはじめには、目的とするアリル化生成物は収率27%、エナンチオ選択性34% eeで得られるのみであったが、本年度の研究成果により、78%、93% eeにまで向上させることに成功している。当初の研究計画ではH30年度中にα位分岐型アルデヒドに対して様々なアルキル化剤を反応させ、不斉α-アルキル化反応を達成する予定となっていたが、前述のように、現在はアリル化反応で良好な収率とエナンチオ選択性がようやく得られるようになった段階であるため、研究の進捗状況はやや遅れていると判断した。研究計画の当初から目標としていた収率90%、95%ee以上を達成するため、引き続き条件検討を慎重に進めている。これまで研究を続けてきたところ、計画段階では想定していなかった反応条件でα位分岐型アルデヒドのα-アリル化反応における目的生成物の収率やエナンチオ選択性に改善が見られたことから、想定以上に条件検討に時間を要している。また、今年度の研究により、反応が進行するにつれて反応速度が低下していくことが明らかとなった。現在は様々な実験結果から反応機構を考察し、収率とエナンチオ選択性をさらに改善するべく注意深く条件検討を進めているところである。全体的な研究の進行状況は当初の計画よりも遅れているものの、目的とする反応を高いレベルの収率とエナンチオ過剰率で進行させることに成功していることから、もう少し時間をかけて反応条件をブラッシュアップし、研究計画で目標としていた90%、95% eeを達成したい。今後はα位分岐型アルデヒドに対して様々なハロゲン化アルキルを用いたα-アルキル化反応へと研究を進め、さらに、平成31年度の研究期間終了までにα位分岐型ケトンを用いたアルキル化反応へと展開していく。計画よりも進捗状況が遅れていることから、反応に用いる基質の種類を絞りこむ必要があるが、可能な限り当初の研究計画を遂行する予定である。具体的には、入手および取り扱いが容易であり光学活性な第一級α-アミノ酸触媒とα位分岐型カルボニル化合物との反応により生じたエナミンを求核剤として反応させることで、Storkエナミン-不斉アルキル化反応を高収率かつ高エナンチオ選択的に達成する。平成29年度は、筆者らの経験からα位分岐型アルデヒドの中でも第一級アミノ酸およびその塩を触媒として用いたイミン-エナミン型の不斉求核付加反応が進行しやすいことが分かっている2-フェニルプロピオンアルデヒドを基質とし、臭化アリルへの求核置換反応によるアリル化反応を試みた。

研究開始当初は目的生成物が全く得られず、原料回収を繰り返すのみであったが、触媒や溶媒、添加剤、副生する酸を除去するための塩基など詳細な条件検討を進めていくうちに目的生成物が得られるようになった。得られた結果を精査することにより、想定していなかった反応条件が有効であることを見出したため、現在、注意深く条件検討を進めているところである。まず、基質として2-フェニルプロピオンアルデヒドを用い、臭化アリルへの求核置換反応によるアリル化反応を試みた。触媒としては、本研究を開始するまでに行ったアルデヒドからエナミンを触媒的に発生させる不斉求核付加反応において、優れた反応性とエナンチオ選択性を発揮してきたO-シリルL-トレオニンを合成し、条件検討に用いた。また、アルデヒドの臭化アリルへの求核置換反応により副生する酸を除去するため、塩基を反応系に加えた。溶媒や反応の濃度、温度などの条件検討をした結果、研究開始当初は反応がほとんど進行せず多量の原料を回収するのみであったが、添加剤を加えた条件で目的のアリル化反応が進行することを見出し、現在のところ、アリル化生成物は収率27%、34% eeで得られるようになった。研究計画では、平成29年度中に2-フェニルプロピオンアルデヒドを用いた臭化アリルによるアリル化反応の条件検討の後、様々なアルデヒドを用いたアリル化反応の基質検討まで終了する予定であったが、想定していなかった反応条件で良い結果が得られたことから検討すべき項目が増えたため、現在はまだ、最適な反応条件を探索している途中である。したがって、研究の進捗状況は計画よりやや遅れていると判断した。同時に行っていた研究により、第一級アミノ酸とパラジウム錯体を協働触媒として用いると、α位置換型β-ケトエステルからエナミンが発生し、πーアリルパラジウムへの不斉求核付加反応が進行することを見出し報告した。医薬品開発において不斉四級炭素構築法の開発が求められている。特に環境負荷および生産コストが低い反応であること、高収率かつ高立体選択的に目的物が得られることが実用化の観点から重要である。本研究では、単純なアミノ酸を触媒として用いたα位分岐型カルボニル化合物の不斉α-アルキル化反応の開発により、実用性に優れた不斉四級炭素構築法の確立を目的としている。具体的には、入手および取り扱いが容易な光学活性化合物である第一級α-アミノ酸を触媒として用い、α位分岐型カルボニル化合物との反応により生じたエナミンをハロゲン化アルキルに対して求核剤として反応させることで、Storkエナミン-不斉アルキル化反応を高収率かつ高エナンチオ選択的に達成する。筆者らの研究により、光学活性な第一級アミノ酸およびその塩はα位分岐型アルデヒドとのイミン-エナミンを形成しやすく、発生したエナミンによる求核付加反応がエナンチオ選択的に進行することがわかっている。当初の計画では、H29年度中にハロゲン化アリルを用いたα位分岐型アルデヒドの不斉α-アリル化反応を検討し終える予定であったが、目的生成物の収率およびエナンチオ選択性において満足な結果が得られなかったため、平成30年度も引き続き、同反応の条件検討を進めた。アルデヒドを用いたイミン-エナミン型反応についてこれまでに得られている知見を活かすため、特に、2-フェニルプロピオンアルデヒドを基質としたアリル化反応について重点的に検討を行った。
光非線形現象を応用した受信量子状態制御システムの特性

本年度に行った研究業績を要約すると次のようになる.1.量子数値解析法の開発:受信量子状態制御システムを実現する物理過程として,光非線形現象に基づくユニタリ過程を考え,その量子論的特性を解析するための数値解析法を確立した.まず,入力量子状態を与えたときの出力状態を数値計算する手法を確立した.これは,従来の量子数値解析法であるオイラー法のもつ時間離散による誤差を回避し,かつ解析時間が大幅に短縮される.次に,システムの誤り率を自動的に求める方式を開発した.2.光非線形現象の出力の条件の導出:提案した光非線形現象を用いたシステムに関し,どのような条件を満たすものが最も望ましいかを考察した.その結果,信号の生起確率が等しい場合,量子最適限界を達成する光非線形現象の出力の必要十分条件を導出し,そのための証明を与えた.また,具体例として確率分布を数例与えた.3.光非線形現象の量子近似解析:光非線形現象の量子雑音特性を,ハイゼンペルグ方程式の線形化近似により解析した.その結果,ポンピング光位相がある特定の値をとる場合においては,信号光が近似的にディスプレイスメントされることを明らかにした.4.光非線形現象の量子数値解析:1.で開発した手法に基づき,提案システムの誤り率の数値解析をいくつかのケースについて行った.その結果,標準量子限界は克服されることがわかった.今後,他のケースについても本数値解析を適用し,その特性を詳細に分析する必要がある.本年度に行った研究業績を要約すると次のようになる.1.量子数値解析法の開発:受信量子状態制御システムを実現する物理過程として,光非線形現象に基づくユニタリ過程を考え,その量子論的特性を解析するための数値解析法を確立した.まず,入力量子状態を与えたときの出力状態を数値計算する手法を確立した.これは,従来の量子数値解析法であるオイラー法のもつ時間離散による誤差を回避し,かつ解析時間が大幅に短縮される.次に,システムの誤り率を自動的に求める方式を開発した.2.光非線形現象の出力の条件の導出:提案した光非線形現象を用いたシステムに関し,どのような条件を満たすものが最も望ましいかを考察した.その結果,信号の生起確率が等しい場合,量子最適限界を達成する光非線形現象の出力の必要十分条件を導出し,そのための証明を与えた.また,具体例として確率分布を数例与えた.3.光非線形現象の量子近似解析:光非線形現象の量子雑音特性を,ハイゼンペルグ方程式の線形化近似により解析した.その結果,ポンピング光位相がある特定の値をとる場合においては,信号光が近似的にディスプレイスメントされることを明らかにした.4.光非線形現象の量子数値解析:1.で開発した手法に基づき,提案システムの誤り率の数値解析をいくつかのケースについて行った.その結果,標準量子限界は克服されることがわかった.今後,他のケースについても本数値解析を適用し,その特性を詳細に分析する必要がある.
腫瘍壊死因子過剰発現モデルの心筋アポトーシスにおける一酸化窒素の役割

Fas/Fas ligandシステムは多くの組織でアポトーシスを誘導することが報告されている。我々は心不全患者の血中可溶型Fas及び可溶型Fas ligandが増加し、可溶型Fas ligandの産生の一部は心臓由来であることを報告した。また、ラット培養心筋細胞において高濃度のFas ligandでのみアポトーシス誘導が可能であり、心筋はFas抵抗性を有していたが、ドキソルビシンを前投与することにより心筋はFasに対する感受性が増し、Fas ligandによる心筋アポトーシスは著増することも報告した。ドキソルビシン前投与後のFas ligand添加によってカスパーゼ8活性が著増することから、ドキソルビシンはFasからカスパーゼ8までのシグナル伝達に影響を与えていると考えた。今回ドキソルビシンによる心筋細胞のFasに対する感受性が増加する機序を検討した。FLICEinhibitory protein(FLIP)は内因性のカスパーゼ8阻害蛋白であり、そのFLIP蛋白はドキソルビシンにより濃度および時間依存性に低下した。N-acetylcysteine (NAC)あるいはsuperoxide dismutase (SOD)+ Catalase(CAT)を用いたところ、ドキソルビシンによるFLIP蛋白の低下は回復した。さらに、これらの抗酸化剤によりドキソルビシンによるFas感受性の増強(アポトーシス細胞の増加)は消失した。ドキソルビシンとFas ligandの投与で相乗的に増加したカスパーゼ8活性はNAC, SOD+CATによって消失した。次に、過酸化水素を前投与したところFLIPは濃度依存的に低下し、同時にFas感受性が増加した。以上より心筋細胞内のFLIP発現は酸化ストレスにより修飾され、心不全に陥った心筋では活性酸素種が増加することから、FLIP発現の低下によってFas/Fas ligandを介した心筋アポトーシスが惹起される可能性がある。Fas/Fas ligandシステムは多くの組織でアポトーシスを誘導する。我々は心不全患者の血中可溶型Fas ligandが増加、その産生の一部は心臓由来であることを報告した。ドキソルビシン前投与後のFas ligand添加によってカスパーゼ8活性が著増することから、ドキソルビシンはFasからカスパーゼ8までのシグナル伝達に影響を与えていると考え、今回ドキソルビシンによる心筋細胞のFasに対する感受性が増加する機序を検討した。N-acetylcysteine(NAC)あるいはsuperoxide dismutase(SOD)+Catalase(CAT)を用いたところ、ドキソルビシンによるFLIP蛋白の低下は回復した。ドキソルビシンとFas ligandの投与で相乗的に増加したカスパーゼ8活性はNAC,SOD+CATによって消失した。
日本のカトリック教会による移住・移動者支援の実証的研究

1980年代から移民の人口が増加したが、彼らは公助から排除されやすく、日々の生活に支障を抱えがちだ。他方、カトリック教会は積極的に移民を支援してきた。公的機関とカトリック教会の協働が進めば、移民支援が効果的に進むと考えられるが、現実には政教分離原則が壁となって実現できていない。本研究では主として以下の2点が明らかになった。第一に、カトリック教会は日本人と移民が日常的に出会う拠点としての重要な役割を果たしている。第二に、カトリック教会の支援は、マンパワーが不足しがちな地方都市では周辺的な役割を担うにとどまる。したがって、カトリック教会の移民支援の地域格差は大きいことが明らかになった。移住・移動者とカトリック教会の関係については、日本カトリック司教協議会が刊行している書籍等を精査した他、「カトリック新聞」や「キリスト新聞」といった専門紙を主に活用した。カトリック教会の移住・移動者への関わりについての全体的動向や方針を把握するために日本カトリック司教協議会の「難民移住移動者委員会」への聞き取り調査をおこなった。また、東京教区、さいたま教区、横浜教区、名古屋教区、大阪教区の外国人相談窓口の調査(構造化インタビュー)を実施し、各教区の特徴を明らかにした。2014年9月には日本宗教学会第73回大会(同志社大学にて開催)にてパネル報告「日本のカトリック教会の在日外国人支援にみる『多文化共生』」をおこなった。2014年度に引き続き、カトリック難民移住移動者委員会の教区調査および修道会における移民支援のヒアリングを実施した。2015年度にヒアリングをおこなった対象は下記の通りである。長崎教区(4月)、穢れ無き聖母の騎士修道女会へのヒアリング(4月)、福岡教区(5月)、カトリック難民移住移動者委員会の全国研修会の参与観察も実施した(10月)、仙台教区(3月)、イエズス会へのヒアリング(1月)。また、11月には静岡大学浜松キャンパスにてシンポジウム「地域社会における『多文化共生』と宗教」を主催した(研究代表者の白波瀬達也と研究分担者の高橋典史・星野壮が研究成果を報告した)。研究代表者と研究分担者が年に数度実際に年間スケジュールの中間確認をおこなうことで、調査研究の進捗状況を相互にチェックしているため、おおむね順調に進めることができている。また、調査結果の公表については、調査対象者の事前チェックを十分経ながら実施しているため、トラブルなく研究を進めることができている。2016年度は日本で最も移住・移動者と接点をもった宗教組織であるカトリック教会を「支援の担い手」としてどのような特性を備えているのか、実地調査で明らかにすることができた。日本カトリック中央協議会という教団の移住・移動者支援の方針を把握するだけでなく、各々の教区でどのような支援を実施しているのか、網羅的に調査した。その結果、移住・移動者との関わり(支援内容・支援形態・組織体制など)は教会ごとにバリエーションがあることが分かった。まず、支援体制については、移住・移動者の集住する大都市圏では、専従職員を有する専門性の高い相談窓口が設けられている場合が多く、それらは地域のNPOや行政との協働も一定程度進んでいた。したがって、地域社会におけるソーシャルキャピタルとしても位置付けることが可能であった。一方、非大都市圏では、移住・移動者の相談窓口はあるものの、支援体制としては脆弱で、専門に従事するスタッフを欠く場合が少なくなかった。しかし、大都市圏に比べると他の支援セクターが少ないため、移住・移動者支援の担い手としてのプレゼンスが相対的に大きいことが明らかになった。これらの研究成果の一環として、2016年5月21日(土)に研究会「現代社会における移民と宗教」を東洋大学にて実施した。同研究会ではラメイ・アレック・ラッセル(文教大学)から「異文化の制限される時間:比日家庭と宗教継承の諸問題」、吉水岳彦(ひとさじの会事務局長、大正大学非常勤講師、浄土宗光照院副住職)・釈心智(グエン・ティ・ユウ、在日ベトナム仏教信者会会長)から「路上生活者支縁における在日ベトナム仏教信者会との協働について」の報告を受けた。また、2017年3月25日(土)に研究会「現代社会における移民と宗教」を関西学院大学で実施し、三木英編『異教のニューカマーたちー日本における移民と宗教』森話社(2017年)の合評会を実施した。研究代表者においても研究分担者においても2014年度に予定していたカトリック教会による外国人相談窓口の5箇所について、現地調査を実施し、各教区の特徴を明らかにすることができた。また、関連書籍・専門紙の精査も予定していた通り遂行することができたため、おおむね順調に進展していると判断した。2016年度に研究成果を書籍化させる予定で、現在、その編集体制を組んでいる。宗教学、社会学

2014年度は全国に計16箇所あるカトリック教会による外国人相談窓口のうち5つを調査することができた。2015年度は残り11箇所の外国人相談窓口を調査し、全体的な見取り図を提示する予定である。また、調査結果については、学術ジャーナルに投稿する予定である。2015年度に調査予定だった対象のアポイントがとることができなかったため、予定していた旅費分が余った。2014年度に予定していた出張が調査対象者の都合により、2015年度に実施することになったため。2016年度中に2015年度に予定していたすべての調査を実施する。2014年度に使用することを想定していた出張旅費の一部を2015年度に使用する。
メタマテリアルTHz QCLsの高出力化と制御化に関する研究

量子カスケードレーザーの新しいリーク電流の解析。非平衡グリーン関数法に基づいた第一原理計算によって、テラヘルツ量子カスケードレーザーの発光層構造における電子密度分布・電流分布・光利得を直接計算する方法を開発し、これらの液体ヘリウム温度から室温までの温度依存性をシミュレーションしました。これにより、従来の構造設計では定量化が難しかった、上位発光準位から発光過程に直接寄与しない遠距離の高エネルギーサブバンド準位への「リーク電流」の存在を確認し発見し、高出力動作および高温動作に対するこのリーク電流の影響を解析しました。テラヘルツ量子カスケードレーザーの解析や設計では、レーザーの発振に直接関わるエネルギー準位である「サブバンド準位」(注入準位、発光準位、引き抜き準位)を中心に発光層の構造最適化が行われており、他の高いエネルギーのサブバンド準位(高エネルギーサブバンド準位)との相互作用は計算による定量評価が難しく、ほとんど考慮されていませんでした。これに対し今回開発した方法では、積層構造中の全てのエネルギー領域のサブバンド準位を同時に考慮し、各サブバンド準位間の相互作用とその影響を総合的に解析できます。解析の結果、上位発光準位から発光過程に直接寄与しない遠距離の高エネルギーサブバンド準位への「リーク電流」の発見および定量化に成功しました。そして、このリーク電流を抑制する新たな構造のデバイスを設計・作製し、液体窒素温度での高出力化を実現しました。テラヘルツ量子カスケードレーザーの高出力化および高温動作性能の向上に成功しました。特に、直接発振過程に寄与していない遠距離の高エネルギーサブバンド準位の光利得と電流分析への影響の定量分析は、世界初の試みです。新規リーク電流の解析を利用して、素子単体最適化することで、テラヘルツ量子カスケードレーザー高出力は成功しました。この新規リーク電流の抑えは高出力と高温動作素子構造の設計方向性を示すことに成功しました。新しい提案している"違いアルミ組成の井戸とバリア構造"のテラヘルツ量子カスケードレーザーはこの高エネルギーサブバンド準位からのリーク電流を大きく抑えることが可能になります。実際のテラヘルツ応用について、応用し易い液体窒素冷却デュワーの新規設計、最適化すること。および素子の大面積化、活性層の熱特性の向上とデバイスヒートシンクの高効率化も順調に進んでいる。現在実際市販の半導体レーザーのヒートシンク技術をテラヘルツ量子カスケードレーザーのプロセスに導入し、電流注入部分コンタクト熱対応の強化、液体窒素動作温度帯小型の高出力連続動作テラヘルツ光源を実現する。小型リアルタイムテラヘルツイメージングシステムの光源としての改善も確実に進展している。この解析方法と今回提案した新たな発光層構造の改善法は、特定の材料システムや基本設計にとどまらず、テラヘルツ量子カスケードレーザーの開発全般における特性改善に大きな影響を与える重要な成果です。新規リーク電流減少するため"違いアルミ組成の井戸とバリア構造"を最適化すること、新規の高温動作と高出力テラヘルツ量子カスケードレーザーを作成する予定です。非平衡グリーン関数計算を利用し、カスケードレーザーのメカニズムと材料特性のより深い解析すること。テラヘルツ量子カスケードレーザー素子の二次DFB導波路とメタ表面構造の導入及び素子更にの連続動作化と小型化。応用向けの新規液体窒素冷却デュワーと小型スターリング冷凍機の投入、より使い勝手の小型液体窒素温度動作するテラヘルツ光源開発の続き。

および素子の大面積化、活性層の熱特性の向上とデバイスヒートシンクの高効率化も順調に進んでいる。現在実際市販の半導体レーザーのヒートシンク技術をテラヘルツ量子カスケードレーザーのプロセスに導入し、電流注入部分コンタクト熱対応の強化、液体窒素動作温度帯小型の高出力連続動作テラヘルツ光源を実現する。小型リアルタイムテラヘルツイメージングシステムの光源としての改善も確実に進展している。この解析方法と今回提案した新たな発光層構造の改善法は、特定の材料システムや基本設計にとどまらず、テラヘルツ量子カスケードレーザーの開発全般における特性改善に大きな影響を与える重要な成果です。新規リーク電流減少するため"違いアルミ組成の井戸とバリア構造"を最適化すること、新規の高温動作と高出力テラヘルツ量子カスケードレーザーを作成する予定です。非平衡グリーン関数計算を利用し、カスケードレーザーのメカニズムと材料特性のより深い解析すること。テラヘルツ量子カスケードレーザー素子の二次DFB導波路とメタ表面構造の導入及び素子更にの連続動作化と小型化。応用向けの新規液体窒素冷却デュワーと小型スターリング冷凍機の投入、より使い勝手の小型液体窒素温度動作するテラヘルツ光源開発の続き。年度中MBEシステムは予想外の漏電トラブルが発生しました。漏電を解決するため、新たなトランスを購入及び投入して、MBEの漏電問題を完全に修復しました。メンテナンスを終え、今MBEは復旧して通常の成長を戻りました。そのため、もともと一年目購入する予定のRIBER社製MBE用Gaセルは二年目に変更することになりました。
膜蛋白質の細胞内局在化と構造形成機構の解明

本研究では、これまでの実績をもとに、膜蛋白質の膜組み込みと膜識別機構に取り組み次のような成果をあげた。(1)1型シグナルアンカー配列によるアミノ末端ドメインの膜透過を制御可能な実験系を開発し,予想外に長いドメインを膜透過できること、その際に燐酸高エネルギー化合物や小胞体内腔のhsp70,(BiP)は関与せず、リボソームが膜透過自体に寄与し、膜透過の駆動力が初期段階とその後の連続的段階とで異なることを明らかにした。また,このアミノ末端ドメインの膜透過が細胞内でも制御可能なことを示した。(2)植物のNHEファミリー蛋白,MHX1動物のものと同じ膜トポロジーであることなどを明らかにし,膜組み込み機構の普遍性を示した。(3)小胞体におけるアミノ末端側ドメインの膜透過の引き金となるシグナル配列C-末端側にある正荷電残基が,疎水性配列から20残基以上離れても作用可能なこと,正電荷はリボソームからでてトランスロコンによって識別されることなどを示した。(4)ストレプトアビジンに結合するタグ配列を応用して,アミノ末端ドメインの膜透過を容易に制御できる実験系を新たに開発し,トランスロコンは2本の膜透過途上の親水性ポリペプチド鎖を同時に収容できることを発見した。この事実をもとに,二つの蛋白質膜透過チャネルが協調して機能するモデルを提唱した。(5)K^+チャネルの正電荷を多数有する膜貫通セグメントが電荷間相互作用を主にした要因で膜内配置されること,この際疎水性相互作用も寄与することを明らかにした。本研究では、これまでに明らかにした小胞体への膜タンパク質の組み込み様式をもとに、いくつかの代表的なマルチスパン膜蛋白質のすべての膜貫通セグメントの膜内配置機構を徹底的に解析した。アミノ末端側を膜透過させる1型シグナルアンカー配列が、予想外に長いドメインを膜透過できることを明らかにし、その際に、燐酸高エネルギー化合物や小胞体内腔の熱ショック関連タンパク質(hsp70,BiP)は関与せず、リボソームが膜透過自体に寄与し、膜透過の駆動力が初期段階とその後の連続的段階とで異なることを明らかにした。また、われわれが明らかにしてきた、内在性シグナルアンカー配列による他律的な低疎水性セグメントの膜組み込みモデルを支持する、新たな事例を見出した。並行して、疎水性度の高い膜蛋白質が小胞体への標的化を回避し、ミトコンドリアやペルオキシソームなどの分泌経路以外のオルガネラに標的化するためのシグナル配列を解析し、膜蛋白質に特化したミトコンドリア標的化シグナルを明らかにした。このシグナルは小胞体への合成に共役した標的化を抑制し、ミトコンドリアへの合成後の輸入を実現するものであった。さらに、より制御しやすいポリペプチド鎖透過制御実験系を確立し、小胞体トランスロコン内には複数のシグナル配列と複数の親水性膜透過途上セグメントが収容されること、膜透過制御要因であるポリペプチド鎖上の正荷電アミノ酸残基が予想外に長距離での効果を発揮できことなどを明らかにしつつある。膜蛋白質の細胞内局在化、ミトコンドリア内での仕分け、膜内構造形成過程におけるソフトな相互作用の解明を目的として下記の成果をあげた。【1】膜蛋白質に特化したミトコンドリア指向性シグナル配列の解析。ミトコンドリア内膜に存在するABC輸送体(ABCme ; ABCB10アイソフォーム)のアミノ末端には,105残基の膜蛋白質に特化したミトコンドリア標的化シグナル配列が存在する。その構造解析を目指して大腸菌での発現系を設定した。発現したものは封入体となったが,尿素で可溶化でき,精製可能できた。【2】ミトコンドリア外膜のβバレル膜蛋白質であるミトコンドリア外膜の膜蛋白質組み込み装置(Tom40およびTob55)およびミトコンドリアポリン(VDAC1,2,3)を大量発現した。封入体は,可溶化でき,精製可能であった。

Tom40、Tob55ともに精製をすすめ,現在結晶化に向けて適合する界面活性剤での再生条件を検討している。【3】小胞体膜に蛋白質透過孔を形成するトランスロコンの作用機構の解析を進めた。シグナル配列の膜進入時点で配向を決定する正荷電アミノ酸残基が,25残基離れた場所からもその機能を発揮できることを明らかにした。トランスロコンは予想以上に広い範囲のアミノ酸配列を識別していることが判明した。また,ストレプトアビジンに結合するペプチドタグ(SBP-tag)を使って,ポリペプチド鎖のトランスロコン内での移動を停止・再開できる実験系を確立した。これを用いて,トランスロコンには2本のシグナル配列と2本の膜透過途上の親水性ポリペプチド鎖を収容できることを明らかにした。また,収容されたポリペプチド鎖は,ストレプトアビジンから解離後速やかに膜の反対側に移行し,膜内で正常に配向を決定できた。これらから,トランスロコンはきわめて柔軟に多数のポリペプチド鎖を収容できると結論した。本年度は膜蛋白質の構造形成と小胞体トランスロコンの特性を中心に成果を得た。【1】ストレプトアビジンに結合するペプチドタグ(SBP-tag)とストレプトアビジン(SAv)を駆使し、トランスロコンサブユニットと透過途中のポリペプチド鎖の配置関係を精査した。小胞体トランスロコンはきわめて柔軟で、多数のポリペプチド鎖を収容できると結論し、二つの膜透過孔チャネルが協調的に機能する新規モデルを提唱した。【2】正電荷を多数有する特異な膜貫通セグメントの形成機構を追及した。電位依存性K^+イオンチャ:ネルには6つの膜貫通セグメント(TM)が存在するが、膜電位センサーを形成する4番目のTM(TM4)には正電荷が多数存在する。本年度は、ショウジョウバエのShaker K(v)channelについて、正電荷を有するTM4の組み込みには電荷間相互作用が重要であることを明らかにした。【3】シグナル配列がポリペプチド鎖の膜透過を駆動する:SBP-tagとSAvを用いたポリペプチド鎖膜透過制御実験系を使って、膜透過駆動作用を定量的に見積もることに成功した。膜透過の抑制に必要なSAv濃度を滴定して透過作用を定量化した。(1)膜透過駆動作用はKd=10^<-9>程度のSBP-SAv親和性と拮抗する。(2)シグナル配列に近く、N-末端部分の引き込みとシグナル配列のトランスロコンへの進入が共役する場合には、駆動作用が大きい。シグナルから離れた部位での駆動作用は弱いことを見出した。(3)シグナル配列の疎水性部分にプロリン残基を導入すると、N-末端の膜透過作用が低下する。これらを総合して、シグナル配列のトランスロコンまたは膜内への進入がN-末端の膜透過を引き起こす主要な駆動要因であると結論した。
磁壁の固着による磁化回転型超低失アモルファス超薄帯極細線新高周波磁心の開発

近年、電子機器電源の小型化が電子機器自体の小型化にとって重要課題になっている。しかし、電源の小型化のために必要なスイッチングの高周波化に対応できる高周波磁心の開発が立ちおくれており、小型化はいきずまっている。本研究では異方性の誘導により磁気特性を顕著に制御することが可能なアモルファス磁性体を超薄帯、細線の形状にしたうえで、磁壁固着の手法により磁化回転型高周波磁心の開発を目指した。その結果、固着磁壁のスピン構造をマイクロKerr顕微鏡による表面磁壁観察及び計算機シィミュレイションにより明かにすると共に、1MH以上を動作周波数とする抵損失超薄帯磁心および高インダクタンス細線を開発した。アモルファス薄帯の代表的な特性は板厚4.7μmの磁心において、最大磁束密度0,1T、励磁周波数100kHzおよび1MHz時,各々、13mW/cc,860mW/ccの低損失が得られた。これらの値は他の代表的な高周波用磁心の30-40%に相当する低い値であり、電源機器への実用化が充分に期待できるものと考えられる。さらに、初透磁率として各周波数で10,000及び1,500の極めて高い値が得られた。一方、磁壁の固着の処理を行ったアモルファス細線により、100kHzで1cm当り3μH,1Mzで1.5μHのLを有する高インダクタンス素子を開発した。これらの高インダクタンス値はアモルファス細線に直接通電して発生される円周磁界印加によっても得られるので、インダクタンスマイクロ素子への応用に適していると考えられるが、アモルファス構造の高電気抵抗率に起因する抵クオリテイファクターの改善が必要である。アモルファス薄帯:厚み5μ以上のFe-Co-Cr-Si-Bアモルファス超薄帯の作成を試み,種々の熱処理を行い高周波用低損失,高透磁率コアの開発を進めた.その結果以下の諸項目が明らかになった.(1)Crを少量添加すると,軟質磁気特性の改善と極薄化の加工の両面で有効うである事が判った.(2)板厚5μm前後のアモルファス薄帯磁心の1MHzの磁心損失は,代表的な他の高周波磁心の30-40%の低い値である.また,1MHzで10000,10MHzで1000の高い透磁率が得られた.(3)幅方向熱処理は薄帯幅方向の磁区の細分化と磁壁の固着化によりMHz帯での透磁率の向上,磁心損失の低減に大きく寄与することが判った.得られた磁気特性の代表例は板厚4.7μmの磁心損失で,Bm=0.1Tの時,励磁周波数100kHzで0.13J/m^3,1MHzで0.86J/m^3であった.アモルファス細線:バンブ-磁区構造を有するCo基アモルファス細線の磁区構造を異方性の導入により固定するために,バンブ-磁区形成の機構および熱処理に伴う磁区構造の変化について実験を進めた.以下の諸点が明らかになった.(1)バンブ-磁区の形成は水中急冷により導入される放射方向の残留張力と負磁歪の磁気弾性効果による円周方向の磁気異方性による.円周方向異方性は細線の形状異方性と重畳してヘリカル異方性をうみだし,アモルファス細線は二重磁区構造を呈する.(2)350度,30台の熱処理で残留応方の約80%程が緩和する.このため,バンブ-磁区を維持しながら異方性を誘導するものは困難である.バンブ-

磁区を固定化するためには,張力化アニ-ル等により,むしろ,応力の導入を図る必要がある.(3)(Fe.047Co.953)72.5Si12.5B15アモルファス細線の磁歪はアニ-ルによる構造緩和で,負から正に変化する.バンブ-磁区の固定のためにはCo濃度を高くする必要がある.昨年度のアモルファス超薄帯の低損失化に関する研究成果を踏まえ、アモルファス細線の一次元的形状に着目して高周波磁気特性の低損失化を試みた。その結果、以下の事柄が明らかになった。アモルファス細線は円周方向に反磁界を有しないため、細線試料に直接電流を通電して円周磁界を印加すれば容易に磁化され、最外皮層で1[Oe]程度の磁界で飽和が得られる。通電により誘導される磁束は漏洩することなく細線試料内で直接電流に鎖交するため、アモルファス細線は大きなインダクタンスを示す。一般に磁性体を数センチ長さに切断すると反磁界のため透磁率が減少する。アモルファス細線を円周方向に磁化しても、反磁界を生じないため、アモルファス細線のインダクタンス特性は試料長に影響されない。10KHz,1mAの電流に対して5cm長の細線で10μHの大きなインダクタンスが得られた。単位長さ当りのインダクタンスは銅線と磁性線を編みこんだクロスインダクターの数倍の値を示す。しかし、一方でQ値が低いという欠点を有する。これらの特性は熱処理により改善される。特に、無磁歪細線をキュリー温度近傍で熱処理すると、磁壁が存在する微少部分にはヘリカル異方性が誘導されて磁壁が固着される。その結果、高周波領域での磁化モードが磁化回転となり、インダクタンスの周波数特性を熱処理前に比較して一桁高い1MHzまで改善することが可能である。インダクタンスの周波数特性改善の原因はマイクロカー顕微鏡を使用した動磁区観察により磁化過程が磁化回転により進行することに起因することが確認された。