hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
FRP及び反応性微粉末複合材料を用いた無鉄筋コンクリート床版の開発に関する研究

研究期間内の研究成果の概要は以下のとおりである。最初に、実物の1/2サイズのRPCMとFRCからなる実物の1/2サイズの合成床版の載荷実験よりその構造性能を明らかにした。床版自身は、鉄筋を使用せず、またストラップは鋼製の板である。プレートガーダーの剛性、RPCMの有無さらにRPCMとFRC間の接着強度をパラメータとした。結果として、曲げひび割れ強度及び破壊強度ともに大きく向上し、また、無鉄筋コンクリート床版の課題であった軸方向のひび割れ抑制に超高強度のRPCMが有効であることが分かった。次に、ストラップを鋼材に換えて、耐食性に優れたCFRP板を無鉄筋コンクリート床版に適用する課題に取り組んだ。最初に、本床版構造の耐力にRPCMとCFRP板の接合性能が大きく関わることから、接合部の強度試験を行った。それは、実際の床版を想定し、固定されたRPCMにCFRP板を埋め込み、そのCFRP板に引張荷重を載荷した。パラメータはジベル孔の大きさと数あるいは、その周辺の補強法等であり、供試体総数は14ケース,24体である。接合試験結果をもとに、構造的に最も効果的な接合方法を採用し、CFRP板をストラップとする無筋コンクリート梁を12体作製し、さらに、ストラップを3本配置した無筋コンクリート床版を作成し、部材中央に輪荷重相当の静的載荷及び定点繰り返しの動的載荷試験によりその耐力を明らかにした。得られた結果の主たるものをまとめると次のとおりである。初期ひび割れの発生荷重の顕著な増大は認められないものの、橋軸方向のひび割れが自由端に達し貫通するまでの荷重が、大きく改善され、RPCMのひび割れの進展を抑制する効果が大きいことが判明した。床版の破壊モードは、載荷点周辺に放射状にひび割れが進展するとともに、両側支点に沿った負のモーメントによる上縁部のひび割れが大きく貫通し、さらに載荷部が圧壊により陥没した。終局状態においてCFRPストラップは、一部に軸方向の割れが生じた。このFRCの割れは終局強度にも影響するので,本床版の実用化に向けての大きな課題である。研究計画書に基づいて,本年度は以下の1)4)について研究を進めた。1)超機能反応性微粉末複合材料(HP-RPCM)と繊維補強コンクリート(FRC)を用いた,鉄筋を用いないハイブリッド床版の静的載荷試験を行った。供試体の寸法は1/2スケールであり,鋼板ストラップを使用している。2)上記1)の試験より,以下の結果を得た。(1)HP-RPCMとFRCの問にエアセルを用いた表面処理を行うことによって,床版として十分な付着が確保でき,弾性挙動の測定結果から一体化していることが明らかとなった。(2)HP-RPCMとFRCの複合化により,これまでの床版において致命的欠陥といわれていた支点間の床版底面中央線に生じていたひび割れの発生を防止できた。(3)スラブ剛性とじん性が向上し,破壌モードは載荷点からの押抜きせん断となることが明らかとなった。3)鋼製ストラップは腐食が懸念されるために,耐久性に優れたFRPストラップの応用を想定し,FRPストラップとHP-RPCMの接合による性能を明らかにするための実験を行った。実験は,高さ200mmx幅400mmx厚さ30mmのHP-

RPCMに,長さ400mmx幅100mmのCFRP版(厚さ4mmまたは8mm,弾性係数4.05.5GPa)を埋め込んだ供試体を作製し,FRP版の引抜き試験を行った。4)上記3)の試験より,以下の結果を得た。(1)厚さ4mmのFRP版の引き抜き試験においては,破壊モードはFRPのHP-RPCMからの引抜けであり,両者の付着に依存することが明らかとなった。(2)FRP厚さ8mmの場合には養生時に温度応力によるものと思われるひび割れが生じ,破壞荷重の低下に大きく影響し,適切なFRP厚さを選定する必要性が明らかになった。(3)ジベル効果を向上するためにFRP版に孔を配置した場合には,試験時の破壊モードはHP-RPCM版にひび割れ発生によるものとなった。研究計画書に基づいて,本年度は以下のように研究を進めた。平成17年度に得られたCFRP板のRPCMへの接合に関する研究成果から、構造的に最も効果的な接合方法を採用し、幅550mm、長さ1800mmで,厚さ30nnのプレキャストRPCMと厚さ100mのFRCからなる無筋コンクリート梁で、幅が100mmで厚さ4mmのCFRP板をストラップとする梁供試体を12体作製し、静的載荷試験を行った。荷重は2点載荷及び輪荷重である。さらに、無筋コンクリート床版として幅1800mm、長さ2400mmで厚さ等は、前述の梁と同じとし、ストラップを中央に1本及び中央から800mm間隔で2本の計3本を配置した床版を作成し、部材中央に輪荷重を載荷した。静的載荷及び定点繰り返しの動的載荷試験によりその耐力を明らかにした。得られた結果をまとめると次のとおりである。梁の曲げ実験において、部材の底部に30mm厚さのRPCMを用いることで、ひび割れ進展の抑制に効果がみられた。しかし、ひび割れの分散は見られず、荷重の増大とともに数本のひび割れが幅、長さともに進展した。終局時には、載荷点付近のコンクリートの圧壊に先立ち、CFRP板の定着部における板の長さ方向の割れが生じ、ストラップによる引張力の限界が本構造の耐力を支配する結果となった。一方、床版載荷試験結果から、初期ひび割れの発生荷重の顕著な増大は認められないものの、橋軸方向のひび割れが自由端に達し貫通するまでの荷重が、初期ひび割れ発生荷重の8倍に増大した。したがって、RPCMのひび割れの進展を抑制する効果が大きいことが判明した。床版の破壊モードは、載荷点周辺に放射状にひび割れが進展するとともに、両側支点に沿った負のモーメントによる上縁部のひび割れが大きく貫通し、さらに載荷部が圧壊により陥没した。終局状態においてCFRPストラップは、一部に軸方向の割れが生じた。
ブタ膵ランゲルハンス島を用いた血液灌流型バイオ人工膵の研究

コラゲナーゼ消化法、ファイコール不連続密度勾配遠心法にて単離した約5万個のブタ膵ラ島を10%PVA-SbQ溶液に混和後、ゴラスキー人工血管外壁に塗布、光照射により固着し、BAPを作製し、一方向性の灌流回路にBAPを装着し、灌流実験を行った。灌流液としてイ-グルMEMを用い、糖濃度が100mg/dlの灌流液を60分間、次に糖濃度が300mg/dlの灌流液を60分間、次に糖濃度が100mg/dlの灌流液を60分間、2ml/minにて灌流し、排液中のインスリン濃度を経時的に測定した。最初の60分間の基礎分泌濃度は、0.072μU/mlであった。糖濃度を300mg/dlにした8分後、インスリン濃度は0.128μU/mlに上昇し、10分後に0.149μU/mlと最高値、14分後に0.101μU/mlとなり、以後減少し、0.088μU/mlなった。次に糖濃度を100mg/dlにした後のインスリン濃度は0.084μU/mlとなった。以上より、PVA-SbQを用いた血液灌流型BAPは糖濃度変化に対するインスリン応答能を有した。ドナー不足解決に向けた、ブタなどの異種膵ラ島を用いる血液灌流型バイオ人工膵の基礎的データを示し、血液灌流型バイオ人工膵移植のI型糖尿病に対する有効な治療法となる可能性が示された。
小学生用主要5因子性格検査の全国標準化

小学生用主要5因子性格検査を全面的に改定し、1674名で全国標準化を行った。質問紙は51項目で構成された。ビッグ・ファイブは40項目で、それに問題攻撃性尺度を追加した。信頼性係数は0.68から0.81、保護者の評定と子供の自己評定の相関は0.39から0.56であった。本研究の目的は、小学生用のビッグファイブ対応の質問紙を作成し、標準化することである。まず、教育心理コース専攻生5名が既存の質問紙を再検討し、各質問項目のビッグファイブ性格次元への対応を確認し、内容的に対応していない項目を作成の上、追加し、暫定版の性格検査用紙を作成した。その後、現職教員1名が質問項目を読み、小学生46年生に難しいと思われる表現等の手直しを行った。マークシートへの印刷の関係で、暫定版質問紙の質問項目は53に限った。また、印刷面積の関係で、難しい漢字はひらがなに直した。専用のA4マークシートと読み取りプログラムを作成した。暫定版質問紙は各学級担任が都合のよい時間帯に実施した。参加者は小学生46年生228名で、A4マークシートに印刷された53項目の暫定版質問紙に「はい」と「いいえ」で回答した。また、担任教員は、各児童の性格をゴウルドバーグのチェックリストで評価した。担任教員が評価したGoldbergのチェックリストは、各次元の合計得点を算出し、児童が自己評価した各質問項目と相関を調べた。担任教員の評定と有意な相関は、外向性項目に多かったが、全体としては少なかった。まず、全53項目で主因子法による因子抽出を行うと、固有値の減少傾向から5因子と確認された。そこで、因子パーシモニー法による直交回転を行った。担任の評定と有意でない項目は因子負荷量も小さかった。そこで、外向性項目で、有意でない2項目を削除して、因子分析をやり直した。続いて、良識性を8項目、情緒安定性と協調性と知的好奇心を9項目にして、因子分析をやり直した。その後、試行錯誤的に1項目を削除して、因子分析を繰り返し行った。7回目の因子分析で、綺麗な単純構造が得られたので、これを最終結果とした。ビッグファイブの各次元を各8項目で構成し、α係数を求めると、それぞれ0.706、0.806、0.783、0.680、0.732となった。担任教員の評定と児童の自己評定の相関は外向性のみに0.227が見られただけであった。今後は、問題攻撃性尺度や頻度尺度を追加し、郵送法による全国標準化を行う予定である。小学生用主要5因子性格検査はビッグファイブの性格次元を各8項目、問題攻撃性項目を追加し、全51項目で全国標準化を行うことにした。小学校の住所をWebから400件程度の住所録を作成し、協力依頼を行った。結果として、12校が研究協力に応じた。不応答5以上のデータを削除した結果、小学4-6年生1674名(男性775名、女性689名、不明210名、平均年齢10.82、標準偏差1.03)のデータが収集できた。同時に、選択肢の回答頻度を分析して低頻度側の選択肢を選んだ場合に加点する方法でF尺度を構成した。問題攻撃性尺度は男児で高得点で、協調性尺度は女児で高得点であった。尺度構成に用いた集団(228名)と1674名の標準化集団の因子構造を比較すると、ビッグファイブの尺度間の一致係数は、E(0.949)、A(0.933)、C(0.894)、N(0.927)、0(0.945)と高度に一致していたので、項目の組み替えは行わないことにした。成人用の主要5因子性格検査では、男性で0尺度が一貫して高かった。ところが、小学生用の主要5因子性格検査では、0尺度の性差は認められなかった。代わって、A尺度とAg尺度に性差が認められた。男児が攻撃的で、女児が協調的という傾向は、よく指摘されている。その意味では、小学生用主要5因子性格検査は、そのような常識的な内容を良く測定していると言える。今後は、信頼性研究と妥当性研究を行いたい。小学生用主要5因子性格検査の内容的妥当性を高めるために、小学生228名で項目分析を行った。7回目の因子分析で、綺麗な単純構造が得られたので、EACNO性格次元を各8項目で構成した。そこで、問題攻撃性項目を追加し、全51項目で全国標準化を行うことにした。不応答5以上のデータを削除した結果、小学4-6年生1674名(男性775名、女性689名、不明210名のデータを収集した。

選択肢の回答頻度を分析して、低頻度側の選択肢を選んだ場合に加点する方法でF尺度を構成した。また、各尺度の素点の平均と標準偏差を男女別、男女込みで求めた。一要因分散分析で性差を分析すると、F、Ag、A尺度で性差が認められた。因子構造の再現性について、228名と1674名のデータを元にして、同一の探索的因子分析を適用し、因子の一致係数を求めた。すると、因子は高度に一致していた。妥当性については、親の子供の評価と子供の自己評価との相関を調べることとした。小学4-6年生6クラス196名と.その保護者であった。保護者と子供の相関は、F(0.213)、Ag(0.353)、E(0.559)、A(0.386)、C(0.405)、N(0.348)、O(0.449)となった。妥当性係数としては、例のないほどの高さであった。小学生用主要5因子性格検査は非常に優れた性格検査であると思われる。
企業間提携による製品・技術開発プロジェクトにおける組織管理についての研究

本研究の自動車産業の企業間提携について分析した。研究結果として以下の3点があげられる。1。自動車産業における提携を利用した製品開発の推移:過去10年間の主要関連新聞記事1000件以上をデータベース化し、近年の時系列トレンド分析を実施した。結果として、以下のような発見があった。・提携を利用した製品開発は著しく増加している。特に、資本関係のない提携の比率が増加している・部品の企業間共通化により規模の経済の達成を目的とした提携が増加している2。自動車産業における完成車メーカーと部品メーカー(サプライヤー)との提携関係:7社の完成車メーカーと125社の部品メーカーの関係についてデータベース化を作成し、以下のような発見があった。この結果については、国民経済雑誌への投稿準備中である。・部品メーカーは、広範囲の完成車メーカーとの関係を構築していくことが企業成果に結びつく・ただし、その場合でも堅密な企業問関係管理を維持することは必要条件である3。提携関係を効果的に管理するための組織的カ-パビリティ:自動車企業(いすゞ、マツダ、スズキ、三菱など)における、間取り調査により以下のような組織的ケ-パビリティが重要であることが発見できた。・企業間にまたがる複雑な意思決定プロセスを簡易化できる能力・窓口組織が企業間組織プロセスをシンクロナイズできる能力本研究の自動車産業の企業間提携について分析した。1。・企業間にまたがる複雑な意思決定プロセスを簡易化できる能力・窓口組織が企業間組織プロセスをシンクロナイズできる能力
知的医用画像処理による子どもの頭部MR画像からの難治てんかん原性域の自動検出

てんかん原性域特定法である硬膜内電極法は,脳外科手術を伴うため適用は限定され,また範囲限定は難しい.本研究では,MR画像を用いたてんかん原性域の場所特定,範囲限定を行う知的画像処理法を提案した.第1にファジィオブジェクトモデルに基づく脳MR画像からの脳領域自動抽出法を,第2にテクスチャ特徴量,フラクタル次元を用いた皮質形成異常の有無,程度の評価法を提案した.実験結果より偽陽性率0.75%で脳領域抽出が,平均感度約90%でてんかん原性域の検出が行えた.てんかん原性域特定法である硬膜内電極法は,脳外科手術を伴うため適用は限定され,また範囲限定は難しい.本研究では,MR画像を用いたてんかん原性域の場所特定,範囲限定を行う知的画像処理法を提案した.第1にファジィオブジェクトモデルに基づく脳MR画像からの脳領域自動抽出法を,第2にテクスチャ特徴量,フラクタル次元を用いた皮質形成異常の有無,程度の評価法を提案した.実験結果より偽陽性率0.75%で脳領域抽出が,平均感度約90%でてんかん原性域の検出が行えた.本研究では,頭部MR画像から難治てんかんの原性域である皮質形成異常領域を自動検出することで,非侵襲かつ定量的にてんかん原性域特定を行う計算機診断支援システムの提案を目的とする.本システム構築のため,本年度は以下の研究を実施した.1.ベイジアン識別と超システム理論に基づく新生児に適用可能な大脳領域抽出法の提案.これにより誕生直後の新生児脳MR画像の自動解析を可能とした.2.新生児大脳形状正規化法の提案.形状が大きく異なる新生児脳形状を一つの標準脳への変形を可能とした.これにより個人間の特徴量の数値的評価が可能となる.3.粒子法を用いた脳輪郭高精度抽出法の提案.新生児の入り組んだ脳溝をサブボクセル精度での自動抽出を可能とした.4.フラクタル次元とテクスチャ特徴量を用いた皮質形成異常領域の特徴抽出,サポートベクタマシン(SVM)による自動識別法の提案.5.計32名の新生児ボランティアの頭部MR画像(修正齢-4週から3歳)の撮影を行い,上記手法の開発,精度評価に用いた.本研究では,頭部MR画像から難治てんかんの原性域である皮質形成異常領域を自動検出することで,非侵襲かつ定量的にてんかん原性域特定を行う計算機診断支援システムの提案を目的とする.本システム構築のため,本年度は以下の研究を実施した.(1)頭部MR画像の撮影.新生児から8歳児までの年齢層での撮影を実施.特に新生児での撮影を重点的に実施することで,超早期での検出および,疾患予測の可能性を検討した.撮影法としてはT1強調およびT2強調を用いた結果,新生児においては撮影時間,画像コントラストの観点よりT2強調撮影法が有効であることを確認した.(2)System of systems(超システム)技術に基づく脳領域抽出法の頑健性向上および精度向上.性能の特徴が異なる複数の手法を組み合わせた手法を提案した.たとえば方法1では高い頑健性を有するが精度が低い,方法2では高い精度を有するが,頑健性が低いとき,一方の方法での抽出結果を用いて,他方の抽出結果を自動的に評価し,解析パラメータを自動調整しながら反復することで,各手法の利点を有する画像処理法を構築した.なお実装評価には並列化により高速計算が可能なクラスタコンピュータを用いた.(3)ファジィ論理を用いたてんかん原性域特定法の改良.撮像されるMR画像はパーシャルボリューム効果の影響を受けるとともに,生体的な変動により,必然的に画像中に曖昧さを有する.そこで,本研究では曖昧さを数学的に取り扱うことが可能なファジィ論理を基に,画像特徴の評価関数を構成することで,評価対象者毎の画像特徴のばらつきを考慮した自動抽出法を提案した.難治てんかんは投薬によるテンカンの抑制が困難で,てんかん原性域である皮質形成異常を脳外科手術により摘出するのみで,その治療が可能である.しかし,術前に皮質形成異常領域を特定することは困難で,脳外科手術を必要とする硬膜下電極による手法が用いられているが,侵襲的であるとともに,その特定性能も十分ではない.従って,皮質形成異常領域のスクリーニングには適用できず,手術適用の可否すら難しい.そこで本研究では,非侵襲かつ,多くの施設で使用可能なMRI装置に注目し,頭部を撮像したMR画像を用いた皮質形成異常領域の有無,領域特定法を提案し,計算機診断支援システムを開発する.今年度は,乳幼児の頭部MR画像を評価対象とするため,それに必要な脳領域抽出法を提案した.乳幼児の脳は小さく,脳溝が細く,また画像特徴量が成人と大きく違うため,従来の成人対象の脳領域抽出法は適用できない.全脳領域抽出,てんかん原性域特定法については,ほぼ手法の流れは構築できた.24年度が最終年度であるため、記入しない。昨係度までに構築した各手法を組み合わせ,全体の計算機診断支援システムとして構築する.さらに,撮影予定の被験者データを基に,システム全体について精度,頑健性の性能評価を行う.また各性能評価を基に,解析パラメータの決定法を検討し,今後各施設で広く一般化させることを検討する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
イモリをモデル動物とした両生類初期発生における形態形成の相同性と多様性の解析

イモリ初期胚における胚葉形成に関わる遺伝子を単離し、アフリカツメガエルのものと発現パターンや転写産物の機能を比較し、両生類初期胚の形態形成メカニズムの相同性と多様性を調べることを目的とする。オーガナイザー形成に関与するWnt/βcateninシグナル系のメンバーであるwnt8のクローニングを試みた。ツメガエルとアホロートルのwnt8の配列をもとにプライマーを設計し、イモリcDNAライブラリーに対してdegeneration PCRを行った。昨年度は5'末端の断片(430bp.)のみのクローニングに終わったが、今年度、3'RACEを試みた結果、完全長のイモリwnt8(以下Cy-wnt8,1751bp.)をクローニングすることができた。次に胚内での発現の局在性をRT-PCR、Whole mount in situ hybridization (WISH)で解析した。現段階では、RT-PCRの結果から、中期原腸胚期から尾芽胚期まで発現していることが分っている。また、WISHの結果からCy-wnt8の発現領域は中期原腸胚では検出できず、神経板が形成されるst.16から予定後脳領域でシグナルが認められ、st.18になるとその発現が限局され、さらに神経管形成が完了した尾芽胚期でも発現が継続していることが分った。これらの結果は、アフリカツメガエルとアホロートルの発現パターンと大きく異なる。以上2種では側板中胚葉や後方神経にまで発現が検出されるが、アカハライモリでは側板中胚葉には検出できていない。有尾両生類同士であっても、遺伝子レベルでは胚葉形成のパターンが大きく異なる可能性が出てきた。現在、Cy-wnt8の機能を調べるために胚を切り分け発現パターンを調べる(RT-PCR)のと平行して、イモリでのmRNAの過剰発現系の確立を試みている。まず、ツメガエルで胚葉パターニングに必須だと報告されているVegTのクローニングを試みた。ツメガエルのVegT、ゼブラフィッシュ、ニワトリのVegTのホモログの良く保存されているアミノ酸領域をもとにForward 2種類、Reverse 3種類のプライマーを設計し、イモリcDNAライブラリーに対してdegeneration PCRを行った。その結果、Tボックス領域を含むVegTと相同性の高い完全な5'末端の断片(780bp.)を得ることができた。現在、3'RACEを行い、全長のクローニングと5'断片によるWhole mount in situ hybridizationを試みている。次にオーガナイザー形成に関与するWnt/βcateinシグナル系のメンバーであるwnt8のクローニングを試みた。その結果、5'末端側の断片(430bp.)を得ることができた。現在、胚内での発現の局在性をRT-PCR、Whole mount in situ hybridizationで解析中である。また、全長のクローニングも行っている。
常微分方程式系のガロア理論

1常微分方程式系の幾何学的解法の問題において、リー環gを許容する完全積分可能系Eの積分に関するリー及びカルタンによる古典的理論が重要な役割を果す。我々はこの理論の厳密な定式化と証明を与えた。(1)単純リー環gとその極大部分環fとの組(g,f)に対して、リーの微分方程式とそれを基にしてリー演算が定義されるが、このリー演算は本質的にはfの取り方に依らないことを示した。さらにfとして極大放物型部分環をとることによって、リーの微分方程式の望ましい表現を与えた。(2)gを許容する系Eの双対を考察することによって、見通しのよい仕方でこの系の積分はgが単純な場合に帰着できることを示した。(3)単純リー環gを許容する系Eの積分はgに付随するリー演算によって行われることを示した。2常微分方程式系の幾何学的解法の問題において、上述のリー・カルタンによる理論と共に、完全積分可能系Eが与えられた多様体M上の横断線型群構造と横断カルタン接続が重要な役割を果す。Qを(M,E)の横断線型群構造gをその無限小自己同型の作るリー環の有限部分とする。このとき、Qに関する適当な条件の下で、構造Qの延長を行い、横断カルタン接続を構成した。さらに、この事実と1での結果を用いて、Eの積分がgの単純成分に付随するリー演算によって行われることを示した。3常微分方程式系xの幾何学的研究については既に多くの知見を得ている。特に系xに対して2種類の基本的不変量【K^1】と【HK^2】が与えられることが分っている。(1)xを【K^1】=0を満足する系とし、gをxの無限小自己同型の作るリー環とする。このとき、2での結果を用いて、xの積分がgの単純成分に付随するリー演算によって行われることを示した。(2)【K^1】=0を満足する系xは四次元数多様体と密接に関係することを利用して、このような系の新しい一連の例を与えた。
プロテアーゼの逆反応を利用したタンパク質逆スプライシング反応法の確立

本研究で目的としているタンパク質逆スプライシング反応は、酵素によるトランスペプチダーゼ反応と、化学的なペプチド縮合反応を一つの反応系中で行うことによって達成できる。そこでまず、触媒として用いるリシルエンドペプチダーゼによるトランスペプチダーゼ活性の検証を行った。モデルとなる短鎖ペプチドを化学合成し、それを基質としてグリシルグリシンに対してペプチドの転位が進行するかを確認した。研究費の申請当初、溶媒としてイオン液体が適切であると期待していた。しかし、種々のイオン液体を溶媒として検討したが、イオン液体中ではまったく反応が進行しなかった。そこで、水や種々の有機溶媒を添加して反応を検証したところ、エチレングリコールが添加剤として有効であり、エチレングリコール、イオン液体、および少量の緩衝液の混合液中で目的とするトランスペプチダーゼ活性を検出することができた。また、下述のように別のモデルペプチドを用いた検証によって、この溶媒中でペプチド縮合反応の一種であるNative Chemical Ligation (NCL)反応が進行することも確認することができた。NCL反応の進行の有無を確認するにあたり、反応モデルとしてダニの唾液由来糖タンパク質Evasin-3を化学合成することにした。66アミノ酸残基からなるEvasin-3の配列を3つのセグメントに分割してそれぞれ固相合成し、NCL法により縮合した。ジスルフィド結合を形成することによってEvasin-3を得た。表面プラズモン共鳴によって、合成Evasin-3がケモカイン結合能を有していることが確認できた。これは、Evasin類の初めての全合成と考えられる。当初の計画では、2年目(2019年度)に短鎖ペプチドを基質としてタンパク質逆スプライシング反応を達成することになっている。当初の期待と異なりイオン液体中で反応が進行しなかったが、溶媒を含めた反応条件の検討が概ね計画通りに進行し、トランスペプチダーゼ活性による反応と、化学的なペプチド縮合反応(Native Chemical Ligation、NCL)が同一の溶媒系で進行することが確認できた。このことから、短鎖ペプチドを基質としてタンパク質逆スプライシング反応は2019年度中に達成できる目処がたったといえる。一方、当初の計画には無かったが、NCL反応のモデルとして、Evasin-3の化学合成を達成することができた。この糖タンパク質はケモカイン結合能を有し抗炎症作用を示すことから、種々の炎症性疾患の治療薬への応用が期待されている。Evasin-3の化学合成ができたことによって、今後の治療薬開発の土台となると考えられる。本研究の核となる2つの反応が同一の溶媒中で進行することが確認できたことから、今後は当初の計画通り短鎖ペプチドをモデルとしてタンパク質逆スプライシング反応が実際に進行するかどうかを検証することとする。基質濃度や触媒濃度等を検討することによって、2019年度半ばまでに目的とする生成物が得られる条件を見出すとともに、収率の向上を目指す。収率の向上が見られれば、より長鎖のペプチドを基質とした反応を検討する。そのために、反応点となるLys-Cys配列以外のLys残基のみを保護する方法の開発を目指す。Cys側鎖に近傍のLys側鎖を保護できる官能基を導入した保護基を導入した後に、残りのLys残基を保護、続くCysの脱保護によってLys-Cys部位のみを選択的に無保護状態に導くことを計画している。まずは、その保護基導入試薬の開発を目指すこととする。NCL反応が水をほとんど含まない溶媒中で進行するという知見は、非常に興味深いものである。すなわち、水中では行うことのできない種々の反応をNCL反応とone-potでできる可能性を示すものである。今後、他のペプチド縮合反応や糖鎖導入反応などとNCL反応を組み合わせた新たな(糖)タンパク質化学合成法の開発についても検討していく。

当初の期待と異なりイオン液体中で反応が進行しなかったが、溶媒を含めた反応条件の検討が概ね計画通りに進行し、トランスペプチダーゼ活性による反応と、化学的なペプチド縮合反応(Native Chemical Ligation、NCL)が同一の溶媒系で進行することが確認できた。このことから、短鎖ペプチドを基質としてタンパク質逆スプライシング反応は2019年度中に達成できる目処がたったといえる。一方、当初の計画には無かったが、NCL反応のモデルとして、Evasin-3の化学合成を達成することができた。この糖タンパク質はケモカイン結合能を有し抗炎症作用を示すことから、種々の炎症性疾患の治療薬への応用が期待されている。Evasin-3の化学合成ができたことによって、今後の治療薬開発の土台となると考えられる。本研究の核となる2つの反応が同一の溶媒中で進行することが確認できたことから、今後は当初の計画通り短鎖ペプチドをモデルとしてタンパク質逆スプライシング反応が実際に進行するかどうかを検証することとする。基質濃度や触媒濃度等を検討することによって、2019年度半ばまでに目的とする生成物が得られる条件を見出すとともに、収率の向上を目指す。収率の向上が見られれば、より長鎖のペプチドを基質とした反応を検討する。そのために、反応点となるLys-Cys配列以外のLys残基のみを保護する方法の開発を目指す。Cys側鎖に近傍のLys側鎖を保護できる官能基を導入した保護基を導入した後に、残りのLys残基を保護、続くCysの脱保護によってLys-Cys部位のみを選択的に無保護状態に導くことを計画している。まずは、その保護基導入試薬の開発を目指すこととする。NCL反応が水をほとんど含まない溶媒中で進行するという知見は、非常に興味深いものである。すなわち、水中では行うことのできない種々の反応をNCL反応とone-potでできる可能性を示すものである。今後、他のペプチド縮合反応や糖鎖導入反応などとNCL反応を組み合わせた新たな(糖)タンパク質化学合成法の開発についても検討していく。
三陸の未利用水産資源を活用した加熱調理用海鮮醤油の開発と調理への活用

近年、三陸産のアワビ加工時の廃棄物である肝を用いた魚醤が開発されたが、その風味改善が課題であった。そこで、本研究では第一にアワビ肝醤油の香気特徴の解明を、第二に酵母や麹を用いた発酵による風味向上の方法探索を目的とした。機器分析の結果、アワビ肝醤油は市販の魚醤より汗様のにおいとチーズ臭が強い特徴を持つことが解明された。さらに、麹と酵母を用いた発酵方法はアワビ肝醤油の香気改善にともに有効であった。麹での発酵法では独特な不快臭が抑えられ、発酵臭、チーズ様や香ばしい香気特徴が強化された。酵母による発酵法では上記の麹での発酵法の香気特性に、甘い香気特徴も加えられた。近年、醸造技術の進歩によってアワビ加工時の廃棄物である肝を用いた魚醤が開発されたが、原料の肝がもつ特徴香気が品質に大きく影響している。そこで、本研究ではアワビ肝醤油としょっつるなど3種類の市販魚醤とを官能検査や香気成分組成の比較を行い、その香気特性を解明することを第一の目的とした。さらに、その加熱殺菌等の条件による香気成分組成の変化を解明し、大豆を用いた醤油との比較により、風味向上の方法を探索することを第二の目的とした。試醸したアワビ肝醤油としょっつるなど3種類の市販魚醤から、SPME法(Solid Phase Micro Extraction)によりヘッドスペース成分を抽出し、AEDA( aroma extract dilution analysis)法により各香気成分のにおい特徴と香気寄与度を評価した。さらに、加熱前後のアワビ肝醤油も同様に分析した。また、香気成分はGC-MSにより同定した。GC-O分析により、アワビ肝醤油から感知できたにおいの数は60種で、3種の市販魚醤から感知できた香気成分数の約2倍多かった。AEDA分析により、アワビ肝醤油からアセ様の3-methylbutanoic acid、煮たジャガイモ様のmethionalと香ばしいカラメル様の2-furanmethanolなど8種のFD-factor(FDf)の高い香気成分を同定した。市販のしょっつるからは3-methylbutanoic acidとmethionalに加え、青葉様の1-hexanolやアセ様の3-methyl-1-butanolなど6種のFDfの高い成分を同定した。アワビ醤油はしょっつるよりFDfの高い成分が多く検出されたことから、においが強いと考えられる。また。アワビ肝醤油は加熱によって、甘い花様の2-phenylethanolなどの寄与度が低下するなど、加熱条件がアワビ肝醤油のにおいに大きく影響することが明らかとなった。近年、アワビ加工時の破棄物である肝を用いた魚醤が開発されたが、原料の肝の独特なにおいが製品の品質に大きく影響している。2013年度は、その香気特性の解明と加熱よる変化を報告した。2014年度の研究ではアワビ肝醤油の香気改善の方法として、1.大豆醤油の醸造に用いる酵母による発酵法、2.大豆醤油の混合法、3.酢を用いてpH条件を変化させ、アワビ肝醤油中の塩基性不快臭成分を中和させる方法により、試料を調製し、香気成分の変化を解明して、香気改善に資する方法について考察した。試醸したアワビ肝醤油を蒸留水で50%に希釈し、ブドウ糖5%を添加した溶液で、酵母を5日間培養した。培養後、80°C30分間加熱殺菌した試料も調製した。また、アワビ肝醤油に大豆醤油を10%添加した混合調味料と、これを80°C30分間加熱した調味料も調製した。さらに、酢を用いてpH条件を変化させた試料も調製した。これら試料から、SPME法によりヘッドスペース成分を抽出し、GC-O分析で香気の質と感知できる成分数を評価した。その結果、アワビ肝醤油の酵母培養液では、GC-O分析で感知できた香気成分数は、培養前より増加し、「はちみつ」様などの成分が新たに感知された。加熱殺菌後の培養液では感知できる香気成分がさらに増加し、「焼いた食パン様」の香気も検出され、官能検査による評価も高かった。大豆醤油の混合調味料では、加熱前には大きな変化はなかったが、加熱後感知できる香気成分が増加し、新たに「甘い」「香ばしい」と評価される成分の生成が確認された。一方、酢を用いてpHを低下させたところ、果物様、アーモンド様、ポップコーン(キャラメル)様のにおいが検出されたが、酢の添加量を増加させた場合も、感知できる香気成分数に大きな差がなく、改善効果はほとんどなかった。以上より、アワビ肝醤油の酵母による発酵が、最も香気改善に効果があると考えられた。2013年アワビ加工時の破棄物である肝を用いたアワビ肝醤油が開発されたが、原料の肝の独特なにおいが製品の品質に大きく影響するため、本研究を開始した。2014年度はアワビ肝醤油の香気改善方法としてpHの調整法、大豆醤油の混合法及び酵母による再発酵法の効果を報告した。2015年度は香気改善効果が最も大きい再発酵法の発酵条件及び発酵完了後の火入れ加熱による香気成分の組成及び変化について考察した。試醸したアワビ肝醤油を蒸留水で50%に希釈し、グルコースの添加量を5%(G5)、2.5%(G2.5)と0.5%(G0.5)と添加した溶液で酵母を5日間培養した。

培養後、80°C30分間加熱殺菌した試料も調製した。また、比較対象として発酵前の生アワビ肝醤油も同じ加熱条件で処理した試料も調製した。これら試料からSPME法によりヘッドスペース成分を抽出し、GC-O分析で香気の質と感知できる成分数を評価し、AEDA及びGC-MS分析で香気寄与度が高い香気成分を同定した。その結果、3種類の酵母培養液では、GC-O分析で感知できた香気成分数はともに培養前より増加し、特に「果実様」と「香ばしい」成分数が多く感知された。加熱滅菌後、G2.5試料では感知できる香気成分数が減少したが、「不快臭」の成分数が最も少ないため、香気改善効果は比較的高いと評価された。AEDA分析により、発酵前のアワビ肝醤油では2-phenylethanolやmethionalなどの寄与度が高く、腐敗臭、チーズ様のにおいも持ってるが、甘く香ばしい特徴であることが示唆された。G2.5試料では、2-phenylethanolの寄与度がさらに高くなり、甘い、香ばしいにおいが強く、チーズ臭や発酵臭の低下傾向を確認した。さらに、火入れ加熱によって培養液の香気強度が全体として弱くなるが、甘く香ばしい香気特徴は維持されていた。以上より、グルコース2.5%添加のアワビ肝醤油の酵母による発酵が、最も香気改善に効果があると考えられた。2015年度計画した再発酵法のグルコース添加量によるアワビ肝醤油の香気改善への影響について実験した。異なるグルコース添加量の影響を比較し、最も効果が大きいな再発酵条件を明確した。従って、順調に進展していると評価した。1.グルコース添加量5%、2.5%と0.5%の培養液を比較し、2.5%添加培養液の香気改善効果が最も大きい。2.グルコース2.5%添加培養液は、培養前のアワビ肝醤油より、チーズ臭や腐敗臭が弱く、甘い香ばしいにおいの強いことが示された。2013年、アワビ加工時の廃棄物である肝を用いたアワビ肝醤油が開発されたが、原料の肝の独特なにおいが製品の品質に大きく影響するため、本研究に着手した。2014年度は、アワビ肝醤油の香気改善方法としてpHの調整法、大豆醤油の混合法及び酵母による再発酵法の効果を報告した。2015年度では、酵母による発酵法の発酵条件によるアワビ肝醤油の香気成分の組成及び変化を報告した。2016年度では、アワビ肝醤油の商品化に向けて香気の改善方法として、醤油麹の発酵法でアワビ肝醤油の香気改善効果について考察した。SPME法により醤油麹による発酵したアワビ肝醤油のヘッドスペース成分を抽出し、GC-O分析で香気の質と感知できる成分数を評価し、AEDA (aroma extract dilution analysis)及びGC-MS分析で香気寄与度が高い香気成分を同定した。さらに、麹発酵法と酵母発酵法によるアワビ肝醤油の香気成分の組成を比較した。その結果、醤油麹による発酵したアワビ肝醤油では、GC-O分析で感知できた香気成分数は39個であった。特に、「果実様」、「香ばしい」と「不快臭」成分数が多く感知されたが、「甘い」香気成分は1種であった。AEDA分析より、麹発酵したアワビ肝醤油では、2-phenylethanol、dimethyl trisulfide、1-octen-3-oneやmethionalなどの寄与度が高く、主に発酵臭、チーズ様の香気特徴を持っていることが示唆された。一方、酵母による発酵したアワビ肝醤油と比較すると、麹発酵した試料は甘い香りが弱いが、GC-O分析で感知できた香気成分の数がより多かった。
代数曲線上のワイエルシュトラス点に関するフルヴィッツの問題

数値半群が,代数曲線から得られるための計算可能な必要十分条件を求める問題をフルヴィッツの問題と呼ぶ.この問題は,まだ解決できていないが,次のような結果を得た.8または12で始まる数値半群には代数曲線から得られないものがある.数値半群Hに属する偶数を2で割って得られる数値半群をd(H)としたとき, d(H)の種数が3または4で, Hの種数がd(H)の種数の3倍以上のとき, Hは代数曲線から得られる. d(H)の種数が5以上のときは,代数曲線から得られないHの例がある.数値半群が,代数曲線から得られるための計算可能な必要十分条件を求める問題をフルヴィッツの問題と呼ぶ.この問題は,まだ解決できていないが,次のような結果を得た.8または12で始まる数値半群には代数曲線から得られないものがある.数値半群Hに属する偶数を2で割って得られる数値半群をd(H)としたとき, d(H)の種数が3または4で, Hの種数がd(H)の種数の3倍以上のとき, Hは代数曲線から得られる. d(H)の種数が5以上のときは,代数曲線から得られないHの例がある.6月にWorkshop on Galois point and relatedtopicsで"On Weierstrass pairs on a curve and Weierstrass semigroups on adouble covering of the curve"というタイトルで講演をした。これで新しいタイプのnon-Weierstrass somigroupの構成に成功したので、フルヴィッツの問題に対する本質的な貢献だと考える。現在、これに関する論文を投稿中である。7月に徳島大学を訪問し、有理線織面上の非特異代数曲線のワイエルシュトラス半群の計算を平面代数曲線と類似で行う方法について大渕教授と議論した。8月には韓国・慶尚国立大学校を訪問し、金善正教授と共同研究の結果、種数4の代数曲線の2重被覆の分岐点のワイエルシュトラス半群をほぼ決定できた。これにより多くの新しいワイエルシュトラス半群を見つけることができる。これに関する論文は現在執筆中である。9月には3個で生成される数値半群で2重被覆及びトーリック多様体と関係するものについての論文を神奈川工科大学の紀要に投稿し、この3月に出版された。これはワイエルシュトラス半群、二重被覆、トーリック多様体の関連を調べるための重要な例になる。また、9月には加藤崇雄山口大学名誉教授と神奈川工科大学で、二重被覆の分岐点のワイエルシュトラス半群とBras-Amorosが提案した数値半群に対して種数が1だけ小さい数値半群を対応させる方法について議論した。後者の議論を発展させたものを2月の数理解析研の研究集会でタイトル"The Parents and the Children of Non-Weierstrass semigroups"で講演をした。これはフルヴィッツの問題を解くのに新しい手法を提供する。12月には国内の若手研究者を中心に第7回代数曲線論シンポジウムを大渕教授、野間淳横浜国大准教授と共同して開催し、その報告集を科研費を使って出版した。1月には金善正教授が日本を訪問し、二重被覆のワイエルシュトラス半群について議論した。3月には韓国を訪問し、引き続き、金善正教授と共に種数5の二重被覆についての研究を続けた。また、ソウル国立大学に招待され、"Weierstrass semigroups on double coverings of curves"というタイトルで講演した。6月には、「Workshop on Galois point and related topics」で「種数3と4の曲線の2重被覆上のワイエルシュトラス半群」というタイトルで講演した。この講演の種数3の部分は6月の下旬に投稿した。種数4の部分については、海外共同研究者との共著の予定で現在執筆中である。これらは下の曲線の種数が小さい場合の二重被覆に関連するフルビッツの問題を解決するのに重要である。7月には連携研究者と神奈川工科大学で「有理線織面にのっている代数曲線上のワイエルシュトラス半群の計算」について共同研究を実施した。11月にも連携研究者の大学で共同研究を実施し、現在、共著の論文を執筆中である。ここでは、フルビッツの問題に関連して、平面代数曲線の手法が他の有理曲面上にのっている曲線にも適用できることを示した。9月には、ソウル大学の招きにより連携研究者とは有理線織面上の代数曲線で二重被覆の商曲線になっている場合のワイエルシュトラス半群についての論文をまとめ、11月にTsukuba J. Math.に投稿し、この4月に受理された。また、連携研究者の大学に訪問してK3曲面上の代数曲線のワイエルシュトラス半群についての研究を進めている。特に、このような代数曲線で実現されないワイエルシュトラス半群についての結果が得られている。また、海外共同研究者の大学に8月から9月及び3月に訪問し、平面代数曲線の二重被覆上のワイエルシュトラス半群についての共同研究を進めていて、total inflection pointの場合について結果が得られている。また、種数4の二重被覆のワイエルシュトラス半群についての論文を共著でまとめ、この5月に投稿する。研究協力者とは、種数3の二重被覆で種数が小さい場合のワイエルシュトラス半群とK3曲面上の代数曲線についても共同研究を進めていて、種数3の場合については結果が得られている。種数3の二重被覆で種数が9以上ののワイエルシュトラス半群についての論文は単著でSemigroup Forumから10月に出版された。

二重被覆からこれまで知られていないワイエルシュトラスでない数値半群を構成する論文が単著でCommunications Alg.から受理された。ワイエルシュトラスでない数値半群の系列がいつワイエルシュトラス半群に変わるかについての論文を現在執筆中である。これは研究課題の解決に本質的な貢献をすると考えている。12月には連携研究者と共同で第9回代数曲線論シンポジウムを主催し、特に代数曲線に関する研究をしている若手研究者と交流を持てたことは有意義であった。また、数値半群の中で特に綺麗な対称性を持っているものと二重被覆で現れるワイエルシュトラス半群の関係についての論文を神奈川工科大学研究報告に投稿し、3月に出版された。3月に海外の研究者と連携研究者と種数5の最大重みをもつワイエルシュトラス点についての共同研究を実施し、これから何を考えていくかをはっきりさせた。数値半群を2で割った場合と種数を1減らす場合を同時に考え、この三つの数値半群の性質を調べた研究をRIMS研究集会で口頭発表した。
架橋液晶高分子／非晶高分子複合系のミクロ構造の探究と光アクチュエーターへの展開

架橋液晶高分子は外部刺激によるメソゲンの配向変化に伴いマクロな変形を示すため,ソフトアクチュエーターとしての応用展開が期待されている。これまでに,架橋アゾベンゼン液晶高分子に非晶高分子を導入して複合化することにより,高分子光アクチュエーターの応答性を飛躍的に向上させることに成功した。しかしながら,硬くて脆い架橋液晶高分子の力学特性は複合系においても十分に改善されていないのが現状である。一般に,高分子複合系の物性は異種成分の分布や連続性に強く依存する。本研究では,架橋液晶高分子/非晶高分子複合系におけるモルフォロジーとマクロな物性・機能を明らかにするとともに,ミクロ構造を制御することにより高分子光運動材料の高性能・高機能化を図る。本年度は,架橋液晶高分子/非晶高分子複合系におけるミクロ構造制御と光応答性評価を行った。架橋アゾベンゼン液晶高分子と非晶高分子を逐次的に重合・架橋することにより相互侵入高分子網目(IPN)フィルムを作製した。原子間力顕微鏡(AFM),走査型電子顕微鏡(SEM),透過型電子顕微鏡(TEM)および光学顕微鏡観察から,非晶高分子の種類に応じて数十ナノメーターから数十マイクロメータースケールの相分離構造を示すことが分かった。また,ポリジメチルシロキサン中に架橋アゾベンゼン液晶高分子成分を分散させた相分離型フィルムを作製した。ポリジメチルシロキサン成分が連続構造をとることにより力学的耐久性が飛躍的に向上した。このフィルムも紫外光照射下において変形を示し,マイクロメータースケールで分布した架橋アゾベンゼン液晶高分子が力発生に寄与することが分かった。さらに,IPNにおいて非晶成分を非架橋系にすることにより,3次元成形が可能になった。2018年度は,架橋液晶高分子/非晶高分子複合系におけるミクロ構造制御と光応答性評価を中心に遂行した。複合系の構造を評価し,力学特性や光応答性との相関を考察することができた。また相分離型複合フィルムを新たに作製し,力学強度を飛躍的に向上させることができた。さらに非架橋系の導入により初期形状制御が可能になることを見出した。以上の成果は年度当初の目標に達するものであり,研究は順調に進展している。初年度に得られた構造・機能の相関に基づき,光運動材料の高性能・高機能化に取り組む。これまではIPNの非晶成分を変化させることによりミクロ構造を制御していたが,液晶高分子成分の種類・組成比を変化させることにより更なる特性向上が期待できる。相分離挙動や力学特性を詳細に評価し従来系と比較することにより,新規複合系の構造・物性の特徴を探究する。さらに複合フィルムを様々な形状に成形し,光応答性の向上や新規運動モードの発現をめざす。今年度の物品費として真空ポンプや加熱器具などの購入費を計上していたが,今年度においては既設のもので対応可能であった。次年度においては使用頻度が高くなるため新たに購入を予定している。

また,試薬・ガラス器具・合成関係消耗品の購入費を計上していたが,予定よりも安価での調達が可能であった。次年度以降,測定関係消耗品の使用増加が見込まれるため,これらの購入費に充当する予定である。
細菌べん毛モーターの回転子複合体と固定子複合体の結晶化

1)海洋性ビブリオ菌極べん毛モーター固定子複合体PomA/PomBの結晶化へ向けた大量発現と精製細菌べん毛モーターのエネルギー変換機構を理解するためには、共役イオンの流入に共役したトルク発生を担う、固定子複合体の立体構造を解明することが必須である。我々はNa^+駆動型のビブリオ菌を材料に用い、PomA/PomB固定子複合体の結晶化に向けて、ヒスチジンタグを融合した複合体の大腸菌での大量発現系を構築した。現在、膜画分からの抽出に最適な界面活性剤のスクリーニングを行っている。2)サルモネラ菌固定子蛋白質MotBのペリプラズム断片の結晶化我々は固定子複合体だけでなく、可溶性断片による部分構造の結晶化も進めてきた。特に固定子蛋白質MotBは、そのC末端側に固定に関わるペプチドグリカン結合モチーフを持ち、部分構造としても興味深い。サルモネラ菌を材料に、このモチーフを含む可溶性のMotB断片(MotB_c)を作成し解析した。MotB_cは野生株の運動能を低下させることから、野生型MotBとヘテロダイマーを形成し固定子複合体の集合を阻害するか、モーター中の固定子結合部位に作用していると予想され、またペリプラズムにおいて安定な二量体を形成していた(文献1)。MotB_cの精製は容易で、1リットル培養あたり25mg程度の精製標品が得られる。結晶化が難航したため、MotB_cのNMRスペクトル解析を行ったところ、N末端側とC末端側の構造が不安定であることが予想された。そこで、これら両末端を削った複数種のMotB_c断片を作成し結晶化条件を探索したところ、N末端を10残基、C末端を18残基欠失させた断片MotB_<c6>において、実験室でのX線回折実験で高い分解能の回折像を得ることができた。現在Spring-8での回折実験を目標とし、MotB_<c6>のセレノメチオニン置換体結晶を準備している。1)海洋性ビブリオ菌の回転に必須な蛋白質MotYの結晶構造解析海洋性ビブリオ菌のNa+駆動型極べん毛モーターの固定子は4つの蛋白質PomA、PomB、MotX、MotYからなる。MotXとMotYはモーターの基部体においてLPリングに結合したTリング構造を形成している。これまでに我々は272アミノ酸残基からなる成熟MotYとそのSe-Met置換体をC末端ヒスチジンタグ融合蛋白質として発現し、精製・結晶化した。Spring-8での回折実験によりSe-Met置換体結晶の2.9Åのデータセットを得て、構造モデルの構築を行った。その結果、MotYはMotXと相互作用し新規の構造を持つN末部と、Palなどのペプチドグリカン結合蛋白質に非常に良く似た構造を含むC末部を持つことが明らかとなった。ここまでをまとめて、投稿論文の準備を行っている。2)サルモネラ菌固定子蛋白質MotBのペリプラズム断片の結晶化我々はべん毛モーター固定子複合体の結晶構造解析を目標としているが、その過程で可溶性断片による部分構造の結晶化も行っている。サルモネラ菌固定子蛋白質MotBは、そのC末端側にペリプラズムに露出した可溶性部分を持ち、我々はそれを含むMotBの断片を作成し、結晶化を試みている。このMotB断片は野生株の運動能を低下させることから、モーター中の固定子結合部位に作用すると考えられる。また、断片はペリプラズムにおいて安定な二量体を形成していることが分かった。断片の精製は容易で、1リットル培養あたり25mg程度の精製標品が得られる。現在結晶化のための条件の探索を行っている。

そこで、これら両末端を削った複数種のMotB_c断片を作成し結晶化条件を探索したところ、N末端を10残基、C末端を18残基欠失させた断片MotB_<c6>において、実験室でのX線回折実験で高い分解能の回折像を得ることができた。現在Spring-8での回折実験を目標とし、MotB_<c6>のセレノメチオニン置換体結晶を準備している。
抵抗減少効果を有する界面活性剤水溶液の円柱周りの流れ特性

ある種の界面活性剤は管内乱流において抵抗減少効果を示す。その抵抗減少効果は最大で約80%にもなり、しかも抵抗減少効果に関連しているとされる紐状ミセルは流れ場中のせん断により破壊されても可逆的に再生するため、抵抗減少効果が消失することはない。よって、界面活性剤水溶液を地域冷暖房などの循環系の熱媒体として使用することでポンプ動力の大幅な低減が期待できる。これら抵抗減少効果の実用化は進みつつあるが、そのメカニズムや複雑な粘弾性的挙動および流動様相に関して不明な点は多い。一方、外部流である円柱周りの流れや平板上境界層流れの界面活性剤水溶液に関する研究は少ない。このことは界面活性剤水溶液の発泡性や物性の温度依存性などによる実験上の困難さに起因すると考えられる。本研究の目的は界面活性剤水溶液が円柱周りの流れおよび平板上境界層流れに及ぼす影響を実験的・解析的に明らかにすることである。本年度の研究で以下の2つの問題が明らかにされた。(1)1,000<Re<7,000の領域において界面活性剤水溶液中の円柱の抗力測定、流れの可視化、数値シミュレーションを行った。その結果、1,000<Re<3,000の領域で界面活性剤水溶液中の円柱抗力は水の場合と比較し増加することが明らかとなった。そして、円柱直径が20mmの場合レイノルズ数が3000を越えると抵抗減少が生じ始める。また、抵抗が増加している領域では円柱周辺に広いよどみ領域が発生し、抗力が減少する領域では円柱後流幅が非常に狭くなることが判った.(2)界面活性剤水溶液中の平板上境界層内の速度分布を114000<Re<445000の領域で測定した。その結果、界面活性剤水溶液では層流域での境界層厚さが非常に厚くなること、抗力係数が増加することが明らかになった。また、界面活性剤水溶液の形状係数のレイノルズ数に対する変化は水道水と比較して非常に小さいことが判った。近年,省エネルギーの観点から地域冷暖の温水・冷水の循環系に界面活性剤を添加し,その流動抵抗の減少を試みる研究がなされ,北欧を中心に国内においても実用化の研究が行われている.このことは,界面活性剤水溶液が機械的劣化の影響をほとんど受けないことから循環系に適用でき,環境問題の点からも実用的に優れた性質をもつことによる.本研究の目的は界面活性剤水溶液が円柱周りの流れに及ぼす影響を実験的・解析的に明らかにすることである.本年度の研究で以下の2つの問題が明らかにされた.(1)ニュートン域での圧力分布,速度分布の測定および流れの可視化を行った.その結果,レイノルズ数が6,000<Re<50,000の範囲において,界面活性剤水溶液中の円柱の抗力係数に対する抵抗減少効果を明らかにした.その最大抵抗減少率は約35%である.抵抗減少効果に関連して,界面活性剤水溶液の円柱周り境界層のはく離点は下流側に大きく移動することが判った.さらに,円柱後流の速度欠損の幅は非常に狭くなり,速度欠損の回復も早くなる.(2)界面活性剤水溶液による上記の抵抗減少効果の初生点を明らかにするため,中間域での抗力の直接測定と流れの可視化を行った.その結果,レイノルズ数が小さい領域(100<Re<1,000)では界面活性剤水溶液中の円柱の抗力係数が増加することが判った.それらはレイノルズ数の増加と伴に減少し,レイノルズ数がRe=1,000で抵抗減少効果が生じ始めることが明らかになった.さらに,抵抗が増加しているレイノルズ数域では死水域が円柱上流側に大きく広がることが判った.このことが抵抗増加の要因と考えられる.ある種の界面活性剤は管内乱流において抵抗減少効果を示す。また、抵抗が増加している領域では円柱周辺に広いよどみ領域が発生し、抗力が減少する領域では円柱後流幅が非常に狭くなることが判った.