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酸化LDL受容体LOX-1とSR-PSOXおよびそれらの可溶型分子に関する研究

本研究では、可溶型LOX-1の切断を促進する病態生理学的な刺激と、その切断に関わるプロテアーゼの同定を含めた切断の分子機構につき検討した。HEK-293T細胞にヒトLOX-lcDNAを導入した培養細胞モデルを実験に用いた。炎症性サイトカインについて検討したところ、急性冠症候群にてその血中濃度が上昇し、またヒト粥状動脈硬化プラークにて、その受容体とともに強い発現がみられると報告されでいるインターロイキン18(IL-18)が、濃度および時間依存的に可溶型LOX-1の切断を増強することが、ヒトLOX-1遺伝子を導入したHEK-293T細胞で示された。また、種々の膜蛋白の膜表面からの切断に関与することが知られるADAM10遺伝子導入したところ、それ単独で可溶型LOX-1の切断を促進した。また、ADAM10に対する3種類のsiRNAを作成し導入したところ、そのうち2種類のADAM10 siRNAでADAM10の発現が有意に抑制されるとともに、IL-18で誘導される可溶型LOX-1の切断が有意に抑制された。一方、陰性対照のsiRNAの導入ではIL-18による可溶型LOX-1の切断は抑制されなかった。IL-18による可溶型LOX-1の切断は、TNF-alphaの刺激にて予めLOX-1の発現が誘導された培養血管内皮細胞でも同様に濃度依存的に促進されることが観察された。以上より、IL-18が急性冠症候群などの病態において粥状動脈硬化プラークから可溶型LOX-1を切断し放出する刺激の一つである可能性が示唆された。Lectin-like oxidized LDL receptor-1(LOX-1)およびScavenger receptor that binds phosphatidylserine and oxidized lipoprotein(SR-PSOX)は、酸化LDLを結合し取り込む新規のスカベンジャー受容体である。その後の検討で、SR-PSOXは、ほぼ同時期に米国の研究者により発見された膜貫通型ケモカインCXCL16と同一分子であり、その受容体はCXCR6であることが判明した。本研究において、その両者の発現をヒト冠動脈硬化病変組織にて比較検討したところ、SR-PSOXは主にマクロファージに発現される一方、LOX-1は主に内膜平滑筋細胞に発現されることが明らかとなった。また、SR-PSOXの発現調節を培養マクロファージにて検討したところ、ガンマインターフェロンおよび酸化LDLにてその発現が誘導されることが示された。その転写調節機構については現在検討中である。一方、抗SR-PSOX抗体により、培養ヒトマクロファージにおける酸化LDLの取り込みの約30%をSR-PSOXが担うことも示された。さらに、SR-PSOX遺伝子ノックアウトマウスの作製に成功し、高脂血症マウスとの交配を含め、現在その機能を解析中である。LOX-1の転写制御機構を検討したところ、PPAR alphaリガンドによる転写にはそのプロモーター領域に存在するGC boxが重要であることが明らかとなった。また、平滑筋細胞に対する強力な増殖因子であり、ヒト動脈硬化病変で発現されるHB-EGFが、平滑筋細胞でのLOX-1の発現を誘導することも示された。さらに、ET-1プロモーターによりヒトLOX-1を血管壁細胞にて強発現するトランスジェニックマウスを確立し、現在そのin vivoでの役割を検討中である。私共が見出した新規酸化LDL受容体であるLOX-1は、これまでに動脈硬化病変での強い発現が報告されること、LOX-1を介した酸化LDLの取り込みにより、平滑筋細胞のアポトーシスなどに関わることを報告し、動脈硬化プラークの破綻、不安定化に関わる分子であることが推察されている。

また私共は、細胞表面に発現されたLOX-1の一部が何らかのプロテアーゼにより切断されて生じる可溶型LOX-1があることを発見し、さらにそのヒト血清中での特異的かつ高感度な測定法を開発し、可溶型LOX-1の血中濃度がプラーク破綻により発症すると考えられる急性冠症候群の急性期で著明に上昇することをこれまでに明らかにしている。本年度の研究では、可溶型LOX-1の切断の分子機構としてトロンビンと血栓形成の関与につき検討した。トロンビンはLOX-1強発現CHO細胞および培養血管内皮細胞にて可溶型LOX-1の産生を著明に増加させた。また可溶型LOX-1の産生はメタロプロテアーゼ阻害剤GM6001で著明に抑制されたことから、メタロプロテアーゼの活性化を介するものであると考えられた。塩化鉄を外膜に塗布して形成される動脈血栓モデルを、昨年度までに作成した血管内皮および平滑筋にてヒトLOX-1を強発現するトランスジェニックマウスにおいて作成したところ、ヒト可溶型LOX-1の血中濃度の著明な上昇がみられた。以上より、可溶型LOX-1の切断機構としてトロンビンと血栓形成の関与が培養細胞実験とトランジェニックマウスを用いたin vivoの実験の双方にて明らかとなった。また、SR-PSOXにも可溶型分子が存在し、CXCR6陽性のリンパ球に対するケモカインとして作用することが明らかにされているが、私共はマトリゲルを用いた培養細胞実験により、可溶型SR-PSOXが血管内皮細胞の増殖と管腔形成を促進することを明らかにした。
鉄系高温超伝導体のドーピング制御と輸送現象・光学応答測定

鉄系高温超伝導体の母物質は磁気・構造相転移を起こす。元素置換(ドーピング)などによりこの相転移を抑制すると超伝導が発現する。ゆえに母物質の電子状態、超伝導相との関係を調べることは、超伝導発現機構を解明するうえで重要である。この秩序状態では結晶が斜方晶となり長軸(a軸)と短軸(b軸)があり、スピンはa軸方向に反強磁性的に、b軸方向に強磁性的に配列する。従って秩序相の電子状態は本質的に異方的である。代表的な鉄系高温超伝導体であるBa(Fe_<1-x>Co_x)_2As_2の良質単結晶を用いて、a、b軸各方向の面内電気抵抗率を測定した。母物質(x=0)では異方性が小さいことが明らかになった。また磁場中輸送現象測定から、磁気・構造相転移に伴うフェルミ面の再構成の後に残った電子と正孔が高い移動度を持ち、電気伝導に寄与することにより異方性が隠されていることを明らかにした。このことは、光学スペクトルにおいてa軸とb軸の両方で低エネルギー領域のドルーデ成分が支配的になっていることとも一致する。異方性は高エネルギー領域において顕著であることが明らかになった。FeをCoで置換すると異方性が顕著になる(x=0.02,0.04)。特にx=0.04までは、異方性の大きさと残留抵抗率の大きさがともにCoの量におおよそ比例している。よって置換されたCoが異方的な散乱体となっていると考えられる。不純物散乱を媒介して、隠されていた異方性があらわになったといえる。光学スペクトル測定の結果からも、ドルーデ成分の異方性はキャリアの散乱時間に起因することが明らかになり、輸送現象の結果と対応している。さらに置換量を増やすと(x≧0.05)超伝導が現れ、異方性は消失し、残留抵抗率も減少する。最適置換量(x=0.08)では異方性は観測されない。磁気・構造秩序相と超伝導相は競合しており、本質的に電子状態が異なることが明らかになった。研究目的・計画に基づき、主にBaFe_2As_2系物質について、さまざまなドーピング量について良質な単結晶を合成し、精密な輸送現象測定を行うことができた。結晶の大型化に成功したものについては、光学応答測定も行った。得られた結果から、鉄系高温超伝導体の磁気・構造秩序相の電子状態に関する重要な情報を得ることができた。鉄系高温超伝導体の中でも最も高い超伝導臨界温度を持つLnFeAsO(Ln:ランタノイド元素)については輸送現象測定が可能な大きさの単結晶を得ることはできたが、光学応答測定など他の実験を行うにはまだ十分な大きさではない。高圧法による結晶合成について、合成条件の最適化を進めることに加え、金属封管法を用いた結晶合成も検討する。鉄系高温超伝導体の母物質は磁気・構造相転移を起こし超伝導を示さないが、元素置換(ドーピング)や圧力印加によってこの相転移は抑制され、超伝導が発現する。我々はLnFeAsO_<1-y>(Ln:ランタノイド元素)の結晶を合成し、その電気抵抗率、ホール係数、磁気抵抗等の輸送現象測定を行うことで、ドーピング量によってキャリアの濃度や移動度にどのような変化がもたらされ、それらが超伝導とどのように関連しているかを調べた。Lnをイオン半径の大きなLaからCe、Pr、Ndと小さくしていくと格子定数は小さくなり、超伝導臨界温度T_cは28Kから52Kまで上昇する。これと相関して、低温における電気抵抗率をT^nで表したときのベキnはT_cの低いLaFeAsO_<1-y>ではn2であるが、T_cの高いNdFeAsO_<1-y>ではn1に近づくことがわかった。また、LaFeAsO_<1-y>では比較的大きな磁気抵抗が観測されたが、NdFeAsO_<1-y>では非常に小さくなった。LnがCeやPrの場合はLaとNdの中間的な振る舞いが観測され、両者の間をLnの大きさ(格子定数)の変化に従って連続的に移り変わることがわかった。通常、キャリアの移動度が高いほど磁気抵抗は大きくなるので、磁気抵抗の小さいNdFeAsO_<1-y>ではLaFeAsO_<1-y>に比べてキャリアの移動度が低い、すなわちキャリアはより強い散乱を受けていると考えられる。したがって、LnFeAsO_<1-y>においてはキャリア散乱が強いほどT_cが高くなるということが示唆される。またこのように電気抵抗率のベキを変化させるような散乱機構の候補としては、フェルミ面同士のネスティングによるスピン揺らぎ等が挙げられる。本研究は、常伝導状態のキャリアの散乱強度と超伝導臨界温度の間に相関があることを見出したという点で大変重要である。

従って秩序相の電子状態は本質的に異方的である。代表的な鉄系高温超伝導体であるBa(Fe_<1-x>Co_x)_2As_2の良質単結晶を用いて、a、b軸各方向の面内電気抵抗率を測定した。母物質(x=0)では異方性が小さいことが明らかになった。また磁場中輸送現象測定から、磁気・構造相転移に伴うフェルミ面の再構成の後に残った電子と正孔が高い移動度を持ち、電気伝導に寄与することにより異方性が隠されていることを明らかにした。このことは、光学スペクトルにおいてa軸とb軸の両方で低エネルギー領域のドルーデ成分が支配的になっていることとも一致する。異方性は高エネルギー領域において顕著であることが明らかになった。FeをCoで置換すると異方性が顕著になる(x=0.02,0.04)。特にx=0.04までは、異方性の大きさと残留抵抗率の大きさがともにCoの量におおよそ比例している。よって置換されたCoが異方的な散乱体となっていると考えられる。不純物散乱を媒介して、隠されていた異方性があらわになったといえる。光学スペクトル測定の結果からも、ドルーデ成分の異方性はキャリアの散乱時間に起因することが明らかになり、輸送現象の結果と対応している。さらに置換量を増やすと(x≧0.05)超伝導が現れ、異方性は消失し、残留抵抗率も減少する。最適置換量(x=0.08)では異方性は観測されない。磁気・構造秩序相と超伝導相は競合しており、本質的に電子状態が異なることが明らかになった。研究目的・計画に基づき、主にBaFe_2As_2系物質について、さまざまなドーピング量について良質な単結晶を合成し、精密な輸送現象測定を行うことができた。結晶の大型化に成功したものについては、光学応答測定も行った。得られた結果から、鉄系高温超伝導体の磁気・構造秩序相の電子状態に関する重要な情報を得ることができた。鉄系高温超伝導体の中でも最も高い超伝導臨界温度を持つLnFeAsO(Ln:ランタノイド元素)については輸送現象測定が可能な大きさの単結晶を得ることはできたが、光学応答測定など他の実験を行うにはまだ十分な大きさではない。高圧法による結晶合成について、合成条件の最適化を進めることに加え、金属封管法を用いた結晶合成も検討する。
初期人類二足歩行運動の生体力学的復元

本年度は、初期人類の解剖学的筋骨格モデルの構築を開始した。また、それに必要な関節可動特性計測の実験装置を作成し、ニホンザルを対象に定量化の方法を検討した。さらに、単純力学モデルによる歩行のダイナミクス解析を開始した。第一に、アウストラロピテクス・アファレンシスのキャストの3次元形状データに基づいて、初期人類の解剖学的に精密な3次元全身筋骨格を復元することを試みた。具体的には、「ルーシー」と名付けられたアファレンシス四肢骨のキャストをベースに、身体を構成する各骨の復元とくみ上げを行った。欠損部分は、他の化石標本、もしくは現生人類の対応する部位の形状を参考に推定した。これらの要素モデルをくみ上げることにより,骨格系は関節で節分けした直鎖型剛体リンクとしてモデル化することで、筋骨格構造の力学特性を詳細に記述した筋骨格系構造の解剖学的数理モデルを構築することが可能となる。第二に、初期人類の関節受動弾性特性を推定するために、ニホンザルとヒトについて各筋の受動弾性特性を同定する方法論を検討した。具体的には、各関節軸まわりにトルクセンサを介してモーメントを他動的に作用させ、そのときの関節角度とモーメントを同時計測する装置を開発した。そのときの筋線維や腱の状態を、超音波診断装置で観察すれば、どの筋が関節可動特性の制約条件になっているかを確認することが可能となる。また、ヒトとアフリカ大型類人猿の足部の、荷重位における可動特性を計測し、ヒト足部と環境との力学的相互作用の特徴の一端を明らかにした。第三に、初期人類の二足歩行・走行中の重心・体幹運動のマクロ挙動のパターンを網羅的に推定するための、歩行の単純力学モデルの構築を行い、歩行のダイナミクス解析をスタートさせた。筋受動弾性特性装置(特注品)の仕様・設計検討の過程で、当初の予測に反し、アクチュエーターの定格とサイズを大きくする必要があったため、要求仕様を満たす間接可動部の装置機構の設計が困難であることが明らかとなった。そのため、根本的に機構の設計を見直す必要が生じ、それに伴い筋受動弾性特性装置の納品に遅れが生じたため。前年度に引き続き、初期人類の解剖学的筋骨格モデルの構築を継続する。また、それに必要な関節可動特性計測の実験系を確立させる。さらに、単純力学モデルによる歩行のダイナミクス解析を行う。具体的には、アウストラロピテクス・アファレンシスのキャストの3次元形状データに基づいて、初期人類の解剖学的に精密な3次元全身筋骨格モデルを完成させる。第二に、初期人類の関節受動弾性特性を推定するために、ニホンザルとヒトについて各筋の受動弾性特性の同定を行う。第三に、歩行の単純力学モデルに基づいて、初期人類の二足歩行・走行中の重心・体幹運動のマクロ挙動のパターンを網羅的に推定する。特に、ヒトは通常行わないが霊長類二足歩行で広く観察されるgrounded running(両脚支持期があるが力学的には走行となる移動様式)を初期人類が行っていた可能性について精査する。

具体的には、アウストラロピテクス・アファレンシスのキャストの3次元形状データに基づいて、初期人類の解剖学的に精密な3次元全身筋骨格モデルを完成させる。第二に、初期人類の関節受動弾性特性を推定するために、ニホンザルとヒトについて各筋の受動弾性特性の同定を行う。第三に、歩行の単純力学モデルに基づいて、初期人類の二足歩行・走行中の重心・体幹運動のマクロ挙動のパターンを網羅的に推定する。特に、ヒトは通常行わないが霊長類二足歩行で広く観察されるgrounded running(両脚支持期があるが力学的には走行となる移動様式)を初期人類が行っていた可能性について精査する。(アウトリーチ)荻原直道:機械工学を基盤とした人類進化研究、科研費NEWS, Vol.1, pp11,(2017)荻原直道:直立二足歩行が人類にもたらしたもの、NHK文化センター(2017)、荻原直道:ヒトの二足歩行と身体構造の進化ー機械工学から探る、朝日カルチャーセンター(2017)、荻原直道:なぜヒトは「走る」のか?、第26回慶應義塾大学理工学部市民講座(2017)
ユビキチン-プロテアソーム・システムの分子認識および細胞周期制御のメカニズム

1.ユビキチン化酵素群とその内在性基質蛋白質の検索:(1)E1変異株ts85細胞が、核小体の動態異常を引き起こすことを見いだした.(2)Mosが受精後に脱リン酸化されてからユビキチン化され、26Sプロテアソームによって分解されることを明らかにした.(3)マルチユビキチン化蛋白質を特異的に認識するモノクローナル抗体を確立し、それを用いてマルチユビキチン化蛋白質の特異的定量方法を確立した.2.プロテアソームの構造と機能の解析:(1)酵母の遺伝子破壊実験から、プロテアソームのY13サブユニットが、ATP依存的な蛋白質分解に関与する可能性があることを明らかにした.(2)26Sプロテアソームの2つのアイソフォームが、20Sプロテアソームと制御サブユニット複合体との会合比の差に起因することを明らかにした.制御サブユニット複合体を、26Sプロテアソームから単離し、その性質を明らかにした.(3)26Sプロテアソームには蛋白質分解に関わるキナーゼ活性を有することを明らかにした.(4)プロテアソームの超分子構造を、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡を用いて明らかにした.(5)プロテアソームの基質特異性を、インスリンB鎖を基質蛋白質として用いて解析した.(6)カエルのプロテアソームサブユニットLMP7のクローニングを行い、MHCとの関連を示した.(7)マボヤ精子のプロテアソームが受精時の精子の卵黄膜通過と卵黄膜への結合に関与することを示した.3.細胞周期制御機構の解析:(1)ATP依存的なプロテアソーム活性が細胞周期の前期と中期に特異的に活性化されること、それは、細胞周期に依存した20S-26S変換に起因することを明らかにした.(2)カエル卵巣卵には、細胞質ゾルのプロテアソームに加えてサブユニット構成の異なる膜結合型プロテアソームも存在することを見いだした.1.ユビキチン化酵素群とその内在性基質蛋白質の検索:(1)E1変異株ts85細胞が、核小体の動態異常を引き起こすことを見いだした.(2)Mosが受精後に脱リン酸化されてからユビキチン化され、26Sプロテアソームによって分解されることを明らかにした.(3)マルチユビキチン化蛋白質を特異的に認識するモノクローナル抗体を確立し、それを用いてマルチユビキチン化蛋白質の特異的定量方法を確立した.2.プロテアソームの構造と機能の解析:(1)酵母の遺伝子破壊実験から、プロテアソームのY13サブユニットが、ATP依存的な蛋白質分解に関与する可能性があることを明らかにした.(2)26Sプロテアソームの2つのアイソフォームが、20Sプロテアソームと制御サブユニット複合体との会合比の差に起因することを明らかにした.制御サブユニット複合体を、26Sプロテアソームから単離し、その性質を明らかにした.(3)26Sプロテアソームには蛋白質分解に関わるキナーゼ活性を有することを明らかにした.(4)プロテアソームの超分子構造を、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡を用いて明らかにした.(5)プロテアソームの基質特異性を、インスリンB鎖を基質蛋白質として用いて解析した.(6)カエルのプロテアソームサブユニットLMP7のクローニングを行い、MHCとの関連を示した.(7)マボヤ精子のプロテアソームが受精時の精子の卵黄膜通過と卵黄膜への結合に関与することを示した.3.細胞周期制御機構の解析:(1)ATP依存的なプロテアソーム活性が細胞周期の前期と中期に特異的に活性化されること、それは、細胞周期に依存した20S-26S変換に起因することを明らかにした.(2)カエル卵巣卵には、細胞質ゾルのプロテアソームに加えてサブユニット構成の異なる膜結合型プロテアソームも存在することを見いだした.上記研究課題について、当初の計画をほぼ完了したので報告する。1.ユビキチン化酵素群とその内在性基質蛋白質の探索:(1)ユビキチン活性化酵素E1のts変異株であるts85の表現型を解析し、E1酵素が核小体のG2期からM期に向かっての解離過程に関与することを明らかにした。(2)網状赤血球由来のユビキチン化酵素群を用いて、大腸菌で発現したヒトサイクリンBのユビキチン化が起こるか否かを調べたが、ユビキチン化は観察されず、サイクリンBのユビキチン化には特殊なE3が関与する可能性が示唆された。2.プロテアソームの蛋白質分解機構の解析:(1)26Sプロテアソームには自己リン酸化能があること、また、それは蛋白質分解と関わりがあることが示唆された。(2)26Sプロテアソームの活性を制御する制御サブユニット複合体を精製しその性質を調べた。また、精製標品を用いての再構成実験を試み、再構成には何らかの補助因子が必要なことが示された。3.細胞周期制御機構の解析:(1)ヒトデおよびカエルの卵成熟過程にプロテアソームが関与することが示唆された。また、新しいプロテアソーム分子種の存在も示唆された。

ホヤおよびカエルの卵の付活および卵割の際に、プロテソームの活性変動と分子状態変化が起こることが示唆された。精子プロテアソームは精子の卵黄膜通過に関与することが示唆された。(2)Mosの分解シグナルがN末端のPro^2であることを同定した。また、同過程におけるMosの分解がユビキチン経路で起こることを明らかにした。上記の研究課題について当初に計画をほぼ完了したので報告する.1.ユビキチン化酵素群とその内在性基質蛋白質の検索:(1)E1変異株ts85細胞が、核小体の動態異常を引き起こすことを見いだした.(2)Mosが受精後に脱リン酸化されてからユビキチン化され、26Sプロテアソームによって分解されることを明らかにした.(3)マルチユビキチン化蛋白質を特異的に認識するモノクローナル抗体を確立し、それを用いてマルチユビキチン化蛋白質の特異的定量方法を確立した.2.プロテアソームの構造と機能の解析:(1)酵母の遺伝子破壊実験から、プロテアソームのY13サブユニットが、ATP依存的な蛋白質分解を関与する可能性があることを明らかにした.(2)26Sプロテアソームの2つのアイソフォームが、20Sプロテアソームと制御サブユニット複合体との会合比の差に起因することを明らかにした.制御サブユニット複合体を、26Sプロテアソームから単離し、その性質を明らかにした.(3)26Sプロテアソームには蛋白質分解に関するキナーゼ活性を有することを明らかにした.(4)プロテアソームの超分子構造を、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡を用いて明らかにした.(5)プロテアソームの基質特異性を、インスリンB鎖を基質蛋白質として用いて解析した.(6)カエルのプロテアソームサブユニットLMP7のクローニングを行い、MHCとの関連を示した.(7)マボヤ精子のプロテアソームが受精時の精子の卵黄膜通過と卵黄膜への結合に関与することを示した.3.細胞周期制御機構の解析:(1)ATP依存的なプロテアソーム活性が細胞周期の前期と中期に特異的に活性化されること、それは、細胞周期に依存した20S-26S変換に起因することを明らかにした.(2)カエル卵巣卵には、細胞質ゾルのプロテアソームに加えてサブユニット構成の異なる膜結合型プロテアソームの存在することを見いだした.
国民国家確立期の〈民族精神〉による〈国民文学〉の創生――鴎外・樗牛・嘲風を中心に

本研究課題の2018年度の成果としては、まず単著『博文館「太陽」と近代日本文明論ードイツ思想・文化の受容と展開』(勉誠出版)によって、国立大学法人岡山大学より博士(文学)の学位(博乙第4502)を取得したことが挙げられる。著書の出版自体は、2017年11月であるが、2018年度にこれまでの研究成果と合わせ、学位取得のための文書を作成し、書類審査と口頭諮問に合格することができた。論考としては、「森鴎外の日本」と題して、「中日新聞」(夕刊)(2018年12月14日(金)、12月21日(金)、12月28日(金))に、ドイツを中心とする西洋文化受容をとおしての鴎外の精神史について考察し、「明治150年」を経ての現代における鴎外文学の意義について論じた。また、今後の研究に関連する書籍として、美留町義雄『軍服を脱いだ鴎外ー青年森林太郎のミュンヘン』(大修館書店2018年7月)の書評を日本比較文学会『比較文学』第61号(2019年3月)に発表した。ドイツ語文献を駆使して鴎外作品の再解釈をおこなうという、今後の研究テーマの追求において具体的に多くの示唆を得ることができた。さらに、「明治150年、森鴎外の〈心の飢〉の豊かさ」(岐阜県私学高等学校保護者連合会2018年6月6日(水))、「森鴎外の『花子』ー岐阜ゆかりの女優の活躍」(岐阜県図書館2918年8月5日(日))、「〈日本のハイネ〉としての田岡嶺雲」(ハイネ逍遥の会2019年2月23日(土))の口頭発表をおこなった。それぞれ、ドイツ思想・文化からの影響のもと展開された、「国民国家確立期の〈民族精神〉」による鴎外および嶺雲の〈国民文化〉論の成果の内実を論じた。なお、2018年度の成果の論考として、「ルドルフ・オイケン」(『ドイツ哲学・思想事典』ミネルヴァ書房2020年6月刊行予定)がある。本研究の目的は、森鴎外、高山樗牛、姉崎嘲風の評論・小説を主な考察対象として、日清・日露戦争以降の国民国家確立期日本における〈民族精神〉論が、ドイツ思想からの影響のもと〈国民文学〉を創出する実相を明らかにすることである。平成28年度は、学会発表「高山樗牛におけるハイネ受容ー国民国家確立期の〈個人主義〉」(日本比較文学会第40回中部大会2016年5月14日(土)名古屋大学文系総合館)をおこなうとともに、著書『博文館「太陽」の〈文明批評〉と〈文化主義〉ー樗牛・嘲風・鴎外・筑水・嚴翼におけるドイツ思想受容ー』(勉誠出版2017年5月末刊行予定)の原稿を執筆・編集した。併せて、本研究の成果を活かし、長尾宗典・著『〈憧憬〉の明治精神史ー高山樗牛・姉崎嘲風の時代』(「図書新聞」3298号2017年4月8日)の書評を執筆した。具体的には、学会発表では、博文館発行の総合雑誌「太陽」文芸欄主筆期の樗牛の言説をたどることによって、国民国家確立期の〈個人主義的国家主義〉から〈絶対主義的個人主義〉への樗牛の思想的展開に、ハインリヒ・ハイネの精神遍歴との類縁性を考察した。また、著書においては、19世紀から20世紀にかけての日本において受容されたドイツ思想・文化を媒介として、樗牛・嘲風・鴎外をはじめとする近代日本の知識人たちが、「国民国家」確立期における「国民文化」構築の重要性について認識し、その発展に寄与していった経緯をたどった。「序章博文館「太陽」までの「批評」の展開と大西祝「批評論」」、「第一部博文館「太陽」における高山樗牛と姉崎嘲風の活躍」「第二部ドイツ文明批評による日本文明論の展開」、「第三部「新理想主義」の受容と「文化主義」の提唱」「終章ドイツ思想・文化受容による近代日本の批評の展開」の三部構成としている。著書『博文館「太陽」の〈文明批評〉と〈文化主義〉ー樗牛・嘲風・鴎外・筑水・嚴翼におけるドイツ思想受容ー』(勉誠出版2017年5月末刊行予定)の出版については、当初の研究計画においては予定していなかったためである。一連の原稿には、平成1315年度科学研究費補助金(基盤研究(C)(2))「明治末期から大正期にかけての日本文学におけるドイツ思想・文化受容の意義」、平成1618年度科学研究費補助金(基盤研究(C)(2))「明治文学の〈批評〉概念成立におけるドイツ美学受容の意義」、平成2022年度(基盤研究(C))「近代日本の〈民族精神〉による〈国民文化〉の系譜ードイツとの比較を視座として」による成果を活かしているが、本研究課題「国民国家確立期の〈民族精神〉による〈国民文学〉の創生ー鴎外・樗牛・嘲風を中心に」の成果として、「国民国家」確立期における「国民文化」構築の重要性について認識していた鴎外・樗牛・嘲風による文明批評と文化主義の内実について論究している。本研究の目的は、森鴎外、高山樗牛、姉崎嘲風の評論・小説を主な考察対象として、日清・日露戦争以降の国民国家確立期

日本における〈民族精神〉論が、ドイツ思想からの影響のもと〈国民文学〉を創出する実相を明らかにすることである。平成29年度は、著書『博文館「太陽」と近代日本文明論ードイツ思想・文化の受容と展開』(勉誠出版2017年11月(奥付は2017年5月))を刊行した。本書については、平成28年度の研究実施状況報告書に「2017年5月末刊行予定」として記載していたが、平成29年度になって、書名の再検討、記述の修正、人名索引・事項索引の作成等を重ねての刊行となったため、平成29年度分として再掲する次第である。本書では、樗牛、嘲風、鴎外ら近代日本の知識人が「国民文化」の構築・発展にいかに寄与したのか、彼らのドイツ思想・文化の受容は、当時の日本人の精神基盤の形成にいかなる影響を与えたのかについて論じている。学会発表では、日本比較文学会第79回全国大会(2017年6月18日山形大学小白川キャンパス)シンポジウム「森鴎外と多和田葉子ー日独越境者の言語意識と文化受容」における「〈エクソフォニー小説〉としての『舞姫』ー実体験の〈翻訳〉という創作の力」、日本比較文学会第43回中部大会(2017年12月2日名古屋大学)シンポジウム「文化主義者の美学ー鴎外、烏水、荷風による欧米受容と文化の創出」における「森鴎外の「文化」概念と近代日本の「文化主義」」、第39回ハイネ逍遙の会(2018年2月24日名古屋国際センター)における「森鴎外のハイネ受容ー「文化」概念と「文化主義」」の各発表において、〈国民文学〉創生に向けての鴎外におけるドイツ思想・文化受容の成果について論じた。「研究実績の概要」欄に挙げたように、平成29年度には本研究課題についての著書『博文館「太陽」と近代日本文明論ードイツ思想・文化の受容と展開』(勉誠出版)を刊行することができたが、本文は平成28年度末に完成しており、平成29年度の実績としては、記述のブラッシュアップ、人名索引・事項索引の作成にとどまっている。また、学会発表においても、森鴎外の思想・文化受容による〈文化〉概念、および〈文化主義〉への導入に係る考察については一定の成果を挙げることができたが、高山樗牛と姉崎嘲風による〈民族精神〉論の独創性を論じ、鴎外の〈民族精神〉論との比較をおこなうことについては十分な研究段階に至っていない。本研究課題の2018年度の成果としては、まず単著『博文館「太陽」と近代日本文明論ードイツ思想・文化の受容と展開』(勉誠出版)によって、国立大学法人岡山大学より博士(文学)の学位(博乙第4502)を取得したことが挙げられる。著書の出版自体は、2017年11月であるが、2018年度にこれまでの研究成果と合わせ、学位取得のための文書を作成し、書類審査と口頭諮問に合格することができた。論考としては、「森鴎外の日本」と題して、「中日新聞」(夕刊)(2018年12月14日(金)、12月21日(金)、12月28日(金))に、ドイツを中心とする西洋文化受容をとおしての鴎外の精神史について考察し、「明治150年」を経ての現代における鴎外文学の意義について論じた。また、今後の研究に関連する書籍として、美留町義雄『軍服を脱いだ鴎外ー青年森林太郎のミュンヘン』(大修館書店2018年7月)の書評を日本比較文学会『比較文学』第61号(2019年3月)に発表した。ドイツ語文献を駆使して鴎外作品の再解釈をおこなうという、今後の研究テーマの追求において具体的に多くの示唆を得ることができた。さらに、「明治150年、森鴎外の〈心の飢〉の豊かさ」(岐阜県私学高等学校保護者連合会2018年6月6日(水))、「森鴎外の『花子』ー岐阜ゆかりの女優の活躍」(岐阜県図書館2918年8月5日(日))、「〈日本のハイネ〉としての田岡嶺雲」(ハイネ逍遥の会2019年2月23日(土))の口頭発表をおこなった。それぞれ、ドイツ思想・文化からの影響のもと展開された、「国民国家確立期の〈民族精神〉」による鴎外および嶺雲の〈国民文化〉論の成果の内実を論じた。なお、2018年度の成果の論考として、「ルドルフ・オイケン」(『ドイツ哲学・思想事典』ミネルヴァ書房2020年6月刊行予定)がある。
量子群の非可換幾何

Hopf^*環が左不変Haar状態をもつとき、Hopf^*環はコンパクトであるという。コンパクトなHopf^*環は変形自己同型をもつことがわかり、Haar状態によるGNS表現により、コンパクトなWoronowicz環に対応することがわかった。これにより、コンパクト群に対応する既知の量子群、たとえば、A_n,B_n,C_n,D_n型の古典Lie群に対応する量子群はすべて、このWoronowicz環のカテゴリーに属することがわかる。そこで、つぎは、必ずしもコンパクトでない場合の例として量子ローレンツ群を考えてみた。Lie環sl(2,C)はLie環su(2)の複素化と同一視できるので、量子Lorentz群SL_q(2,C)を量子群SU_q(2)のQuantum doubleとして考えることができる。その結果、一般のコンパクト量子群に対しても、このQunatum doubleの方法が適用でき、その特殊な場合として量子ローレンツ群が捉えられることが判明した。さらに、量子包絡環U_q(sl(n,C))のHopf^*環としての定義を与える基本関係式をWoronowicz環の構造を用いて求めたところ、きわめて自然な構造をもつことが判明した。さらに、量子ローレンツ群とこの量子包絡環の間には互いに他を分離する自然なペアリングが存在することがわかり、この量子包絡環の定義が、量子ローレンツ群の双対空間の正則関数を用いた定義と同値なことも判明した。一般に、コンパクトでない量子群の表現は非有界になる。そこで、非有界作用素環を用いることにより、これら量子ローレンツ群、その量子包絡環などはWoronowicz環の枠組みで捕らえれれることがわかった。
遷移状態に着目した蛋白質の折り畳み・構造変化機構の解明

Photoactiveyellow protein(PYP)は光刺激をうけると、構造が変化して光信号を細胞に伝え、その後、元の状態に戻る(光反応サイクル)。光を吸収したPYPは、L →M1 →M2 →PYPと変化するが、生理活性中間体であると考えられているM2では、部分的に蛋白質構造が変性ていると考えられており、蛋白質の変性状態のモデルとして研究されてきた。本研究は光反応サイクル中の各中間体間の構造変化の遷移状態に着目し、構造変化メカニズムに関する知見を得た。光反応サイクル中で生成し、生理活性中間体であると考えられているM中間体は、部分的に蛋白質構造が変性した状態であると考えられており、蛋白質の変性状態のモデルとして研究されてきた。これまでの研究から、M中間体で構造変化が起こる部位をアゾベンゼンで架橋すると、その異性化状態(長さの違い)によって光反応サイクルの速度が大きく変化することが見出した。本研究では、アゾベンゼンによる架橋をPYPに導入し、L中間体からM中間体へと構造変化する際の遷移状態に関する知見を得ることを目指している。24年度には、L中間体からM中間体への遷移過程の解析にφ値解析を応用するため、数マイクロ秒の時間分解能を持つ過渡吸収スペクトルの測定系を構築した。25年度は実際に野生型PYPを用いて、光励起後の過渡スペクトルを測定した。SVD解析によって過渡吸収スペクトルを解析し、反応中間体の平衡定数を求めた。また、反応速度定数の温度依存性を測定し、光反応サイクルの各ステップの熱力学的パラメータを求めた。これらの知見から、PYPの光反応中間体、およびその間の遷移状態のエネルギー地形を得た。26年度は、アゾベンゼンのクロスリンクにより構造に部分的な摂動を加えたPYPを用いて、遷移状態に関する解析を行う予定である。本研究では、アゾベンゼン架橋をPYPのさまざまな部位に導入し、L中間体からM中間体へと構造変化する際の遷移状態に関する情報を得ることを目指している。L中間体からM中間体への遷移過程の解析にφ値解析を応用するためには、数100マイクロ秒から数ミリ秒で起こるL中間体からM中間体への速度定数と、過渡平衡中のL中間体とM中間体の量比を求める必要がある。スペクトルの形状から複数の中間体の平衡の量比を見積もるためには、スペクトルを精度よく測定することが必要である。そこで、OPOレーザーとCCDマルチチャンネル分光光度計組み合わせ、マイクロ秒の時間分解能でフルスペクトルを高いS/N比で測定する系を構築した。また、アゾベンゼンによるクロスリンクの位置を変えたPYPを、新たに2種類設計した。25年度はこれらのPYPの熱力学的な解析を行う予定である。本研究は光反応サイクル中の各中間体間の構造変化の遷移状態に着目し、構造変化メカニズムに関する知見を得ることを目指している。今年度は、24年度に構築したマイクロ秒の時間分解能を持つ過渡吸収スペクトルの測定系を用いて、野生型PYPの光反応サイクルを詳細に解析した。過渡スペクトルを特異値分解法で解析し、得られた基底スペクトルを既知の中間体スペクトルで分解することで中間体間の平衡定数を求めた。また、平衡を考慮した速度式を用いてデータをフィッティングすることにより、各遷移の素反応定数を求めた。素反応定数の温度依存性から活性化エントロピー(⊿S)、活性化エンタルピー(⊿H)、熱容量変化(⊿Cp)などの熱力学的パラメータを見積もったところ、L →M1、M1 →M2の過程はいずれも同じような⊿S、⊿H、⊿Cpを示した。一方、M2からPYPに戻る過程で大きな負の⊿Cpを示すことがわかった。

負の熱容量変化は、部分的に変性したM2で露出していた疎水部が、遷移状態では蛋白質内部に隠されることを示唆している。そのため、M2 →PYPの過程の遷移状態はコンパクトな構造をもっており、この構造が発色団の再異性化に必須であると推測された。生物物理学PYPにシステイン残基を導入し、アゾベンゼンでクロスリンクすることは、分子設計、実験ともに方法が確立できてきている。また、マイクロ秒領域でのスペクトル解析が可能な測定系を構築し、熱力学パラメータを高精度に得ることができたので、本研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。PYPにシステイン残基を導入し、アゾベンゼンでクロスリンクすることは、分子設計、実験ともに方法が確立できた。また、マイクロ秒領域でのスペクトル解析が可能な分光データを得る実験系ができたので、本研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。次年度は光反応サイクル中での構造変化に関する解析を行うが、折りたたみ過程の解析にも拡張できるかどうかを検討する。1月に米国のBiophysical Journal誌に論文が受理されたが、掲載料の請求額が確定したのが3月であった。3月14日に1,110ドルを送金したところ、16,683円の余剰となった。年度末が近かったので、無理に執行しなかった。試料調製のための試薬などの消耗品の購入と、成果発表のための旅費にあてる予定である。
明治期の画工に関する研究－学術・教育における図の役割

本研究は、明治期の大学や博物館に雇用された画工を対象に、学術分野における画工の果たした役割を考察するものである。最終年度にあたる平成29年度は、(1)明治前期の博物局に出仕した画工、および動物写生図に関する調査、(2)日本画家の岡不崩による植物への関心にもとづく活動に関する調査を実施した。さらに、これまでの画工研究をまとめた論考の執筆を進めた。(1)については、明治前期の文部省や内務省、農商務省下の博物局では、複数の描き手によって数多くの動植物写生図が制作されていたことが知られる。採択者は、東京国立博物館資料館にてマイクロフィルム化された博物局に関連する文書(動物録ほか)の閲覧・分析を進めるとともに、東京大学総合図書館所蔵田中芳男文庫の閲覧調査を行った。田中芳男は博物館設置や博覧会開催に尽力した人物であり、同文庫には博物局の活動を知る上で参考となる文献や図が含まれる。これらの調査を通じて採択者は、博物局に出仕した中島仰山の明治10年代後半の動向に着目するとともに、動物剥製法において写生図制作の必要が生じていた可能性を検討した。今後も資料分析を続け、論文にまとめたいと考えている。(2)については、日本画家の岡不崩による植物と古典の探求に関する考察をおこなった。岡不崩(1869-1940)は狩野芳崖の弟子の一人とされる人物で、明治30年代から晩年にかけて、植物関連書の刊行、本草学会の運営、万葉植物の考証、高山植物の写生等、植物に関わる活動に深く携わった。植物学者の白井光太郎や牧野富太郎と交流を深めた様子もうかがえる。本年度は、展覧会図録(『狩野芳崖と四天王ー近代日本画、もうひとつの水脈』2017年)にて岡不崩による植物関連の作例を紹介するコラムを執筆することができた。今後も日本画家による植物への関心と描画との関わりを考察し、研究を進めたいと考える。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は東京大学草創期の理学部に雇用された「画工」と呼ばれた洋画家や日本画家を調査対象に、明治期の学術・教育分野における画工の活動実態を明らかにすることを目的とする。画工と研究者の手によってつくり出された様々な視覚的資料(論文図版、図譜、掛け図、展示参考品など)が、近代日本の学問形成にいかなる関わりをもち、学問の視覚的な伝達にどう貢献したのかを考察するものである。平成27年度は、明治10年代の東京大学理学部に雇用された画工に関する基本的な情報の収集と関連資料の閲覧・撮影を中心に調査を進めた。また、東京大学最初の欧文紀要“Memoirs of the Science Department, University of Tokio, Japan"(1879-1885年、16冊)、及びその邦訳版紀要『理科会粋』(1879-1883年、7冊)を東京大学附属図書館や国立国会図書館にて閲覧、大学紀要の図版製作工程における画工の関与を検討した。大学紀要に掲載された図版の枚数、図版にあらわされた内容、原画制作者名、印刷会社名、図版寸法などについてデータ入力を行い、分析対象の把握につとめた。さらに、牧野富太郎旧蔵図書(高知県立牧野植物園所蔵)や坪井正五郎関連資料(東京大学大学院情報学環・学際情報学府所蔵)の一部を閲覧、画工や描画法に関する記述の抽出を進めた。画工に関する基本的な情報や関連文献の調査は少しずつではあるが堅調に進んでいる。今後さらに調査の精度を高め、一層慎重な分析を重ねる必要があるため、(1)と(3)の間と判断した。画工と研究者の手によってつくり出された様々な視覚的資料(論文図版、図譜、掛け図など)が、近代日本の学問形成にいかなる関わりをもち、学問の視覚的な伝達にどう貢献したのかを考察するものである。平成28年度は、画工によって描かれた図が各専門分野の中でどのようにつくり出され、つかわれたのかを、平成27年度の資料調査に基づき、考察を進めた。坪井家資料(東京大学大学院情報学環・学際情報学府蔵)や東京帝室博物館に関するマイクロフィルム文書(東京国立博物館蔵)等の閲覧調査に基づき、明治後半における日本石器時代の視覚的なイメージ形成を論じた。1907(明治40)年に開催された東京勧業博覧会には、「太古遺物陳列場」という一時的な展示施設が設置され、同博覧会の別会場には日本石器時代の想像図《コロポッグルの村》が展示されている。陳列場や想像図の制作にあたり、大野雲外(東大人類学教室画工)や織田東禹(挿絵画家)ら制作者たちの積極的な関与があったことを指摘した。平成27年度より継続して、画工に関する基本的な情報や関連文献の調査を進めている。今後は資料分析に基づく丁寧な考察がさらに必要であるため、(1)と(3)の間と判断した。最終年度にあたる平成29年度は、(1)明治前期の博物局に出仕した画工、および動物写生図に関する調査、

(2)日本画家の岡不崩による植物への関心にもとづく活動に関する調査を実施した。さらに、これまでの画工研究をまとめた論考の執筆を進めた。(1)については、明治前期の文部省や内務省、農商務省下の博物局では、複数の描き手によって数多くの動植物写生図が制作されていたことが知られる。採択者は、東京国立博物館資料館にてマイクロフィルム化された博物局に関連する文書(動物録ほか)の閲覧・分析を進めるとともに、東京大学総合図書館所蔵田中芳男文庫の閲覧調査を行った。田中芳男は博物館設置や博覧会開催に尽力した人物であり、同文庫には博物局の活動を知る上で参考となる文献や図が含まれる。これらの調査を通じて採択者は、博物局に出仕した中島仰山の明治10年代後半の動向に着目するとともに、動物剥製法において写生図制作の必要が生じていた可能性を検討した。今後も資料分析を続け、論文にまとめたいと考えている。(2)については、日本画家の岡不崩による植物と古典の探求に関する考察をおこなった。岡不崩(1869-1940)は狩野芳崖の弟子の一人とされる人物で、明治30年代から晩年にかけて、植物関連書の刊行、本草学会の運営、万葉植物の考証、高山植物の写生等、植物に関わる活動に深く携わった。植物学者の白井光太郎や牧野富太郎と交流を深めた様子もうかがえる。本年度は、展覧会図録(『狩野芳崖と四天王ー近代日本画、もうひとつの水脈』2017年)にて岡不崩による植物関連の作例を紹介するコラムを執筆することができた。今後も日本画家による植物への関心と描画との関わりを考察し、研究を進めたいと考える。昨年度に引き続き、各画工の画業に関する調査を継続する。今後は画工の描画技術に着目しつつ研究を進めていきたい。明治期に刊行された図画教科書、水彩画や石版印刷の技法書、その他回想録などを参照、画工が学術資料を描く際にもちいた描画法を詳細に分析することで、より多角的な画工の活動把握が可能になると考える。これまでの各画工の画業に関する調査を継続しつつ、明治期の画工が果たした役割の考察を中心に行いたい。とりわけ、画工と研究者との交流、画工の描画法(技術的側面)、大学や博物館等の組織における画工の位置づけといった視点から、画工の活動を多角的に考察する予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
協働金属触媒による不活性結合の変換反応の開発

協働金属触媒によって,有機分子にありふれた結合を直截的に活性化・変換できるような有機合成反応の創出を目指して研究を行った。ニッケル/アルミニウム協働触媒によって炭素ー水素結合や炭素ー炭素結合を活性化して新しい炭素ー炭素結合を構築する新反応,イリジウム/アルミニウム協働触媒によって,複素芳香環の炭素ー水素結合を位置選択的にホウ素化に変換する反応,パラジウム/ホウ素協働触媒によって,炭素ー酸素および炭素ー窒素結合を活性化・変換する新反応を開発した。持続可能社会の実現には,既存の有機合成がもたらす環境負荷を大幅に低減する必要があるが,既知反応の改良には限界があり,全く新しい概念に基づく新しい有機合成反応の創出が急務である.そのような背景から申請者は,ニッケル触媒とルイス酸触媒を複合的に利用して,その協働作用によって初めて達成できる不活性結合の新規変換反応をこれまでに多数開発してきた.本研究では,これを発展させ,低原子価遷移金属と高原子価金属(ルイス酸性金属)を複合的に利用し,その協働触媒作用によってC(sp^3)-H,C-C,C-N,C-O結合を活性化することによって,有機分子を事前に官能基化することなく環化付加反応や付加反応,閉環反応,カップリング反応を行なう新しいC-C結合形成手法の開発を行なっている.平成22年度は,ニッケルとアルミニウムの協働触媒によるピリジンの4位選択的アルケニル化およびアルキル化反応,次にギ酸アミドとアルキンの脱水素[4+2]環化付加反応の開発に成功した.前者の研究では,ルイス酸と配位子の嵩高さによって,ニッケル触媒によるピリジン環の炭素-水素結合活性化の位置選択性を制御し,前例の全くないピリジンの4位選択的な変換反応を達成した.後者の研究では,ニッケル/ルイス酸協働触媒によって,ホルミル基C(sp^2)-H結合とメチル基C(sp^3)-H結合を連続的に活性化して,ビルディングブロックとして有用な多置換ジヒドロ-2-ピリドンを一段階で合成できる全く新形式の環化付加反応を実現した.入手容易な光学活性アミン由来のホルムアミドを用いると,立体化学を失うことなく,光学活性多置換ジヒドロ-2-ピリドンを得ることも示した.持続可能社会の実現には,既存の有機合成がもたらす環境負荷を大幅に低減する必要があるが,既知反応の改良には限界があり,全く新しい概念に基づく新しい有機合成反応の創出が急務である。そのような背景から申請者は,ニッケル触媒とルイス酸触媒を複合的に利用して,その協働作用によって初めて達成できる不活性結合の新規変換反応をこれまでに多数開発してきた。本研究では,これを発展させ,低原子価遷移金属と高原子価金属(ルイス酸性金属)を複合的に利用し,その協働触媒作用によってC(sp3)-H,C-C,C-N,C-0結合を活性化することによって,有機分子を事前に官能基化することなく環化付加反応や付加反応,閉環反応,カップリング反応を行なう新しいC-C結合形成手法の開発を行なっている。平成23年度は,ニッケルとアルミニウムの協働触媒による1-アルケンの位置選択的ヒドロカルバモイル化反応の開発に成功した。また,同様の協働触媒系によりピリドン類の位置選択的アルキル化反応の開発にも成功した。前者の反応は,直鎖アルカンアミドの新しい合成手法を供する点で,有機合成化学的にも重要であるだけでなく,工業的にも重要な1-アルケンの逆マルコフニコフ型官能基化を,きわめて高い選択性で実現する点で重要な成果である。一方,後者の反応は,医薬や生理活性天然物に多く見られるピリドンの直截的官能基化を実現する他に例のない有機合成手法として,医農薬の高効率な探索研究にも寄与する重要な研究成果である。持続可能社会の実現には,既存の有機合成がもたらす環境負荷を大幅に低減する必要があるが,既知反応の改良には限界があり,全く新しい概念に基づく新しい有機合成反応の創出が急務である。本研究では,これを発展させ,低原子価遷移金属と高原子価金属(ルイス酸性金属)を複合的に利用し,その協働触媒作用によってC(sp3)-H, C-C, C-N, C-O結合を活性化することによって,有機分子を事前に官能基化することなく環化付加反応や付加反応,閉環反応,カップリング反応を行なう新しいC-C結合形成手法の開発を行なっている。平成24年度に,パラジウムとホウ素の協働触媒によってN-CN結合を活性化し,アルケンを分子内挿入させてβ-アミノニトリルを原子効率よく得るアミノシアノ化反応の開発に成功しているが,平成25年度は,光学活性二座配位子としてPh-SKPを用いることによってこれを不斉化した。本反応は,不斉四置換炭素とC-CN結合を一挙に構築しながら,医薬をはじめとする生理活性物質によく見られる光学活性インドリンやピロリジンを合成できる有用な反応である。

また量論反応を行い,パラジウムとホウ素の協働作用によるN-CN結合活性化の反応機構を明らかにした。持続可能社会の実現には,既存の有機合成がもたらす環境負荷を大幅に低減する必要があるが,既知反応の改良には限界があり,全く新しい概念に基づく新しい有機合成反応の創出が急務である.そのような背景から申請者は,ニッケル触媒とルイス酸触媒を複合的に利用して,その協働作用によって初めて達成できる不活性結合の新規変換反応をこれまでに多数開発してきた.本研究では,これを発展させ,低原子価遷移金属と高原子価金属(ルイス酸性金属)を複合的に利用し,その協働触媒作用によってC(sp3)-H, C-C, C-N, C-O結合を活性化することによって,有機分子を事前に官能基化することなく環化付加反応や付加反応,閉環反応,カップリング反応を行なう新しいC-C結合形成手法の開発を行なっている.平成26年度は,新しい遷移金属/ルイス酸協働触媒系として,イリジウム/アルミニウムルイス酸協働触媒によるピリジンの4位選択的ボリル化反応を開発した。多置換ピリジンは,医農薬から光電子材料までさまざまな有用化合物に見られる構造であるが,ピリジン環への直截的な置換基導入は,ベンゼン環のそれと比べるとあまり容易ではない。例えば,多置換ベンゼンの合成に有用なFriedel-Crafts反応など芳香族求電子置換反応を,芳香環が電子不足なピリジンにそのまま適用することは難しい。ボリル基は,さまざまな官能基に容易に変換できるため,イリジウム触媒によるピリジンのC-Hボリル化はきわめて有用な有機合成反応であるが,位置選択性の制御が難しく,無置換ピリジンの反応では,4位および3位ボリル化体の混合物(33:67)を生じると報告されていた。本研究成果は,多置換ピリジンの一般的合成手法として広く利用される可能性を有している。持続可能社会の実現には,既存の有機合成がもたらす環境負荷を大幅に低減する必要があるが,既知反応の改良には限界があり,全く新しい概念に基づく新しい有機合成反応の創出が急務である。そのような背景から申請者は,ニッケル触媒とルイス酸触媒を複合的に利用して,その協働作用によって初めて達成できる不活性結合の新規変換反応をこれまでに多数開発してきた。本研究では,これを発展させ,低原子価遷移金属と高原子価金属(ルイス酸性金属)を複合的に利用し,その協働触媒作用によってC(sp3)-H, C-C, C-N, C-O結合を活性化することによって,有機分子を事前に官能基化することなく環化付加反応や付加反応,閉環反応,カップリング反応を行なう新しいC-C結合形成手法の開発を行なっている。平成24年度は,パラジウムとホウ素の協働触媒によってO-CNおよびN-CN結合を活性化し,アルケンを分子内挿入させて,β-アルコキシニトリルおよびβ-アミノニトリルを原子効率よく得る新しいシアノ官能基化反応の開発に成功した。ニトリルは,多くの生理活性物質に含まれているうえに,カルボニルやアミノメチル基などに容易に変換できるため,合成中間体としても汎用されている。したがって,効率のよいシアノ基導入手法の開発は,有機合成における重要課題の一つであり,現在でも極めて活発に研究されている。アルケンやアルキンなどの不飽和結合に,シアノ基と官能基を付加させる本シアノ官能基化反応は,入手容易な出発物質から高度な構造を有するニトリルを一挙に得ることができるため,極めて有用なニトリル合成手法である。