hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高分散水素化脱硫触媒の分子設計と機能の解明

1)軽油、重質油の深度脱硫技術の開発は環境保全の立場からも現在最重要課題の一つである。水素化脱硫触媒は、Co(Ni)-Mo二元系硫化物を主成分として構成されており、Co(Ni)-Mo間に強い協働効果が働く。その原因を解明するため多くの研究がなされてきたがいまだ十分には理解されていない。均質な複合硫化物の合成には分子レベルで均質な細孔構造を有するゼオライトが担体として最適であり、さらにゼオライトの酸点との複合化も可能である。本研究では、ゼオライト細孔内に超高分散Co-Mo複合硫化物を分子設計し、その構造、電子状態等を明らかにすることによりCo-Mo間に発現する協働効果の本質を解明しようと試みた。2)Mo(CO)_6を用いて調製したMoSx/NaYおよびCo(NO)(CO)_3/NaYの硫化処理により調製した硫化Co触媒CoSx/NaYは非常に高いHDS活性を示すことが明らかとなった。さらに、MoSx/NaYにCo(NO)(CO)_3を吸着後、再硫化することによりCoSx-MoSx/NaY二元系触媒を調製した。Co添加によりHDS活性の上昇がみられ、CoSx/NaY、MoSx/NaYの活性との比較によりCo-Mo間に協働効果がみられることが明らかとなった。また、Mo(CO)_6をCoに導入することにより調製したMoSx-CoSx/NaYは組成が同一であれば、CoSx-MoSx/NaYと同じ活性を示すことが明らかとなった。CoSx-MoSx/NaYの最大HDS活性はス-パイケージ当り2Mo+2Coで得られた。ブタジエン水素化反応の生成物分布は、Coの添加により変化し、最大HDS活性の得られる組成では、CoSx/NaYと同じ選択性を示した。これらの結果は、CoSxとMoSxの物理混合物としては理解できない。MoK-吸収端EXAFSの結果より、Co-Mo結合の形成がみられ、複合硫化物の生成が示唆された。さらに、Co2p XPSによる検討にから、Co-Mo複合硫化物の生成を確認できた。反応挙動および吸着NOのFTIRスペクトルより、Co-Mo複合硫化物クラスターのCoサイトが活性サイトであると結論した。
ケアワーク雇用の質と福祉レジームとの関連に関する実証的研究-日本の位置と展望-

本研究の目的は、日本のケア労働力の配置・雇用状況について、福祉レジームおよびケアの概念構成との関連に着目し、その国際的な位置や特質を明らかにすることである。研究最終年度は、先行の国内外の研究成果をふまえながら、日本のケアワークの雇用・労働力確保策の特徴的な点や課題について検討した。1先行研究の検討:近年の欧米のケアワークに関する文献を整理し、ケアの分析概念の展開、ケアワークと供給システムの再編との関連について、理論的に整理した。2比較対象事例の検討:アングロサクソン型福祉レジームの代表国・アメリカ合衆国を主対象として、長期ケア分野におけるケアワーカーの雇用、労働力の確保と活用、人材育成、インフォーマル・ケアの位置づけなどについて、情報収集を行った。一貫として、The 2007 ASA-NCOA Joint Conferenceの年次大会に参加し、ケアワークの労働力確保の動向について、情報収集および報告者や参加者との協議を行った。3日本の特徴と課題の検討:介護人材確保にかかわる重要(かつ時に矛盾する)政策の諸動向として、介護者への現金支払い等の新しいケアの供給モデルの広がり、フォーマルな職業としての統合化・専門職化という流れがある。現金支払いは、インフォーマル資源の活性化と介護における関係性の重視という点で評価できる一方、低質な雇用条件でのケアワークの制度化を促しかねない。魅力的かつ定着できる介護労働市場の形成には、生活におけるケアワークの評価と、キャリアとしてのケアワークの展望、両者のバランスをふまえた検討が必要となる。日本は、生活におけるケアワークの評価に関しては家族介護者支援への展望の弱さ、フォーマルな職業としての評価に関してはスキルの向上と経済的報酬とが非対応な点など、大きな課題を抱えている。本研究の目的は、日本のケア労働力の配置・雇用状況について、福祉レジームおよびケアの概念構成との関連に着目し、先進諸国と比較可能な統計・実証データを用いてその国際的な位置や特質を実証的に明らかにすることである。本年度は研究初年度として、(1)先行研究の整理と分析枠組みの検討、(2)既存データの検討を課題とし、課題はおおむね達成された。(2)について、多国間比較を可能にするデータの検討・選定を行った。ケア供給規模の多国間比較データとして、EUROSTAT、OECD、アメリカ社会保障統計などが活用可能と判断される。ケアワークの専門分化・職種別雇用状況のデータとしては、欧州についてはEUROSTATとそれを利用した国際比較研究(例えばMoss & Cameron 2002)、アメリカについては連邦政府レベルでのデータ整備に関する研究(HRSA 2004)、日本については職業雇用賃金関連の統計による概要把握のほか、介護労働安定センター等による介護職調査などが、一定のデータ整理上の困難を伴いつつも活用可能と判断される。来年度は、今年度の成果をふまえ、分析枠組みにもとづく具体的な分析指標の設定と、各指標に対応した各国データの編集および分析を中心に進める。本年度は研究の第2年目であり、分析指標の設定と各指標に対応した各国データの収集、代表的事例の検討を進めた。1.データの収集・・・各国の人口データ(高齢化率)、ケアワークの指標(ケアワークの専門分化、雇用状況、労働者属性など)および、福祉レジーム指標(ケアの費用・供給の規模と公私関係、女性雇用労働力の規模と雇用状況)、移民労働力の活用などについて、情報収集した。2.代表事例の検討・・・アングロサクソン型福祉レジームの代表国・アメリカ合衆国を対象に、長期ケア(long-term care)の分野におけるケアワーカーの雇用、労働力の確保と活用、人材育成、インフォーマル・ケアの位置づけなどについて、政策における課題や視点、具体的取組などの情報収集を行った。その一貫として、全国エイジング協議会/アメリカ老年学会合同研究大会(The 2006 NCOA-ASA Joint Conference)の年次大会にWorkforce(労働力)のセッションを中心に出席し、報告者やセッション参加者と、ケアワークの労働力確保の国際的動向や日本の動向について、協議した。3.ケアワークの雇用状況・労働力確保策についての国際的動向、および、日本の動向の把・・・上記1.および2.で収集した情報・データにもとづき、また、先行の国内外の研究成果をふまえながら、日本のケアワークの雇用・労働力確保策の特徴的な点について、国際的な観点から、検討した。

3日本の特徴と課題の検討:介護人材確保にかかわる重要(かつ時に矛盾する)政策の諸動向として、介護者への現金支払い等の新しいケアの供給モデルの広がり、フォーマルな職業としての統合化・専門職化という流れがある。現金支払いは、インフォーマル資源の活性化と介護における関係性の重視という点で評価できる一方、低質な雇用条件でのケアワークの制度化を促しかねない。魅力的かつ定着できる介護労働市場の形成には、生活におけるケアワークの評価と、キャリアとしてのケアワークの展望、両者のバランスをふまえた検討が必要となる。日本は、生活におけるケアワークの評価に関しては家族介護者支援への展望の弱さ、フォーマルな職業としての評価に関してはスキルの向上と経済的報酬とが非対応な点など、大きな課題を抱えている。
腎不全病態下における新たな血管石灰化プロセス:エラスチン分解の意義

5/6部分腎摘出ラットを高リンおよび乳酸負荷食にて飼育すると大動脈中膜に石灰化がみられ、MMP-2を介したエラスチン分解の関与が示唆された。血管平滑筋細胞の高リンおよびTNF-α刺激による石灰化促進は、活性型ビタミンD製剤により抑制された。さらに同刺激によるMMP-2遺伝子発現やMMP-2分泌の促進も、活性型ビタミンD製剤により抑制された。高リンおよびTNF-αによる石灰化を活性型ビタミン製剤はMMP-2阻害を介して抑制することが示唆された。以上より、腎不全病態下の血管石灰化にはエラスチン分解の関与が示され、活性型ビタミンD製剤によるMMP-2抑制がエラスチン分解を阻害する可能性が示唆された。血管石灰化は慢性腎臓病(CKD : chronic kidney disease)患者の重要な心血管系合併症のひとつである。CKD患者に特徴的な動脈中膜石灰化病変は、これまでは高血圧やミネラル・脂質代謝異常、喫煙、加齢などの因子の長期的暴露による受動的なミネラルの沈着としてとらえられてきたが、近年、血管平滑筋細胞の骨芽細胞様細胞への形質転換など能動的プロセスによって発症、進展することが明らかにされた。我々は、血管中膜の弾性層板を主成分であるエラスチンの分解と血管平滑筋細胞の形質転換の関連性に注目してきた。MMP-2(matrix metalloproteinase-2)は、エラスチン分解酵素のひとつであり、透析患者の血管中膜石灰化との関連性が報告されているが、エラスチン分解と血管石灰化病変との関連性は十分には解明されていない。本研究では、エラスチン分解が中膜石灰化病変と関連する検討に用いるべきモデル動物の確立を目的とした。5/6部分腎摘出ラットを高リン(P、1.2%)および乳酸(20%)を含有した飼料にて10週間飼育したのち、これらラットの大動脈組織を分子生物学および組織学的に検討した。同モデルラットでは1)血圧や血中Cre、P、PTH値が著明に上昇していた。2)Von Kossa染色により、大動脈中膜に石灰化病変が確認された。3)エラスチン染色により、石灰化部位での弾性層板の細小化と断裂が確認され、エラスチン分解の存在が示唆された。4)同部位においてMMP-2の発現が免疫組織学により確認された。以上の結果から、同モデルラットは大動脈中膜の石灰化モデルとして有用であり、また本モデルラットの中膜石灰化病変にはMMP-2発現を介したエラスチン分解が関与している可能性が示唆された。我々は、これまで、血管中膜の弾性層板を主成分であるエラスチンの分解と血管平滑筋細胞の形質転換の関連性に注目し、平成22年度には部分腎摘出ラットの血管石灰化部位のエラスチン分解とMMP-2(matrix metalloproteinase-2)発現の関連性を明らかにした。そこで、平成23年度は活性型ビタミンD製剤の抗炎症作用に着目し、高リンおよび炎症性サイトカインのTNF-αにて刺激した血管平滑筋細胞に対する活性型ビタミンD製剤の作用について検討した。血管平滑筋細胞は高リン(2-5mW)およびTNF-α(10 ng/ml)添加培地による9日間の培養にて骨芽細胞様細胞への形質転換を伴って石灰化が促進した。マキサカルシトールおよびカルシトリオールは濃度依存性(10-710-9 M)にこの石灰化を抑制した。また高PおよびTNF-α刺激により血管平滑筋細胞のMMP-2遺伝子発現やMMP-2分泌が促進したが、活性型ビタミンD製剤はMMP-2を抑制し、その抑制はマキサカルシトールで顕著であった。血管平滑筋細胞のビタミンD受容体の遺伝子レベルの発現には活性型ビタミンD製剤は影響しなかった。また、高リンのみによる血管平滑筋細胞の石灰化誘導系には活性型ビタミンD製剤は石灰化抑制効果を発揮しなかった。以上より、高リンおよびTNF-αによる血管平滑筋細胞の石灰化を活性型ビタミン製剤は抑制し、その抑制効果には測P-2阻害が関与していることが示唆された。

血管平滑筋細胞は高リン(2.5 mM)およびTNF-α(10 ng/ml)添加培地による9日間の培養にて骨芽細胞様細胞への形質転換を伴って石灰化が促進した。マキサカルシトールおよびカルシトリオールは濃度依存性(10-710-9 M)にこの石灰化を抑制した。また高PおよびTNF-α刺激により血管平滑筋細胞のMMP-2遺伝子発現やMMP-2分泌が促進したが、活性型ビタミンD製剤はMMP-2を抑制し、その抑制はマキサカルシトールで顕著であった。以上より、高リンおよびTNF-αによる血管平滑筋細胞の石灰化を活性型ビタミン製剤は抑制し、その抑制効果にはMMP-2阻害が関与していることが示唆された。平成24年度はLPSを投与し、全身性炎症を惹起させた部分腎摘出ラットに活性型ビタミンD製剤を投与した際の血管病変への変化を検討した。ラット大動脈の動脈硬化性変化(リモデリング)は炎症により促進した。マキサカルシトールは血中ミネラル濃度の上昇をきたすことなく、ラット大動脈平滑筋細胞の増殖や大動脈壁厚の上昇を抑制したことから、血管壁のリモデリングを抑制する知見が得られた。今度、この血管壁リモデリング抑制効果の機序の解明を計画している。昨年度は動物実験により腎不全病態下における血管石灰化とエラスチン分解の関連性を見出すことができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ビタミンDアナログの血管石灰化抑制効果をin vivo系において検討する予定である。
ミトコンドリアにおけるｔＲＮＡプロセシング機構の解明

tRNAのアンチコドン周辺に存在する修飾ヌクレオシドは、遺伝暗号の正確な解読において重要な役割を担っている。また、ミトコンドリアtRNAにおける修飾の欠損はミトコンドリア病の原因となる。本研究では、tRNA修飾機構の解明の一環として、N6-スレオニルカルバモイルアデノシンの環化反応を触媒するtRNA修飾酵素の結晶構造を解析した。さらに、立体構造に基づいた変異体解析とあわせ、触媒反応に重要なアミノ酸残基などを同定した。ヒト由来mtRNase Pは、3種のタンパク質サブユニット(MRPP1、MRPP2、MRPP3)から構成されている。まず、これら3種の蛋白質サブユニットの大腸菌内における発現系を構築した。発現させたタンパク質サブユニットをアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーを用いて精製した。一方、pre-tRNAに関しては、T7 RNAポリメラーゼを用いたin vitro転写によって合成し、変性PAGEにより精製した。調製した3種のタンパク質サブユニットを混合してmtRNase Pを再構成させた。また、再構成させたmtRNase Pがマグネシウムイオン存在下で、pre-tRNAの5'リーダー配列を適切にプロセシングすることを確認した。また、変異体解析から、mtRNase Pに存在する保存された3つのアスパラギン酸残基がプロセシングに関与することを示唆した。さらに、ゲルろ過分析から、MRPP1とMRPP2が相互作用することを明らかにした。次に、各タンパク質サブユニット単独の結晶化、相互作用しあうMRPP1-MRPP2サブコンプレックスの結晶化を試みたところ、MRPP1-MRPP2サブコンプレックスの結晶を得ることに成功した。大型放射光施設フォトンファクトリーにて回折実験を行ったところ、MRPP1-MRPP2サブコンプレックスの結晶は、5Å程度の回折像を与えることが分かった。現在、結晶化条件を最適化している。本研究では、tRNAのプロセシング機構を解明する一環として、tRNA修飾酵素とtRNAとの複合体の結晶構造解析を行い、tRNAの認識機構および修飾反応機構の解明を目指している。そこで、tRNA修飾酵素CsdLと基質tRNAとの結晶構造解析を試みた。CsdLはtRNAの37位に存在するN6-スレオニルカルバモイルアデノシン(t6A)を脱水環化してサイクリックt6Aへと変換する酵素である。まず、CsdLの発現系を構築し、各種クロマトグラフィーを用いて精製した。調製したCsdLとtRNA(37位にt6Aを持ったネイティブtRNA)を用いて結晶化を行ったところ、良質な結晶が得られた。また、CsdL単独の結晶を得ることにも成功した。まず、CsdL単独の結晶構造をSAD法により決定した。続いて、CsdLとtRNAとの複合体の結晶構造を分子置換法により決定した。また、CsdLはATP依存的に修飾反応を触媒することから、CsdL-ATP複合体の結晶構造も決定した。一連の構造を解析した結果、CsdLの活性部位を同定し、CsdLはtRNAのt6A部分を特異的に認識していることが分かった。また、ATPがt6Aの近傍に結合することが分かり、CsdLは修飾過程においてt6Aをアデニル化して活性化することが示唆された。現在、変異体解析を進めている。一方、ロイシンtRNAなどのアンチコドン1字目のウリジンは、5-タウリノメチルウリジンへと変換されている。この修飾には2種類の酵素(MTO1とGTPBP3)が関与する。これまでに、GTPBP3を調製したが、結晶は得られていない。一方、MTO1に関しては、可溶性画分への発現が困難であることが分かった。そこで今年度は、MTO1とGTPBP3の真正細菌ホモログを対象として、その複合体の結晶化を目指す。これまでに、MTO1ホモログとGTPBP3ホモログをそれぞれ精製した。得られたサンプルを用いて複合体の結晶化を試みたところ、複合体結晶は得られたものの分解能が悪く、現在のところ、構造を解析するには至っていない。高等真核生物のミトコンドリアでは、ロイシンtRNAなどのアンチコドン1文字目のウリジンは、タウリンにより化学修飾され5-タウリノメチルウリジンへと変換されている。この化学修飾には2種類の酵素(MTO1およびGTPBP3)が関与し、タウリン、5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸を基質として、GTP依存的に反応が触媒されると推定されている。まず、MTO1およびGTPBP3の大腸菌内における発現系を構築した。その結果、GTPBP3については可溶性画分への発現を確認したが、MTO1はすべて封入体として発現していた。MTO1を可溶性画分へ発現すべく様々な発現系を構築したが、現在のところMTO1の可溶性画分への発現系は得られていない。

GTPBP3とMTO1の真正細菌ホモログは相互作用することが指摘されているため、今後、pETDuet-1などを用いた共発現系を構築し、MTO1の可溶性画分への発現を目指す。発現させたGTPBP3をアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーを用いて精製した。得られたGTPBP3(ヌクレオチドフリーフォーム)を用いて結晶化条件の初期スクリーニングを行ったが、結晶は得られなかった。反応に必要なGTPはGTPBP3と相互作用する。一般的に、GTP結合タンパク質はGTP結合型とGDP結合型で大きく構造が変化する。そこで、GTPもしくはGDP存在下でGTPBP3の結晶化を試みたが、現在のところ、結晶は得られていない。上記のように、GTPBP3とMTO1の真正細菌ホモログは相互作用することが指摘されているため、今後、共発現系を構築し、複合体としてサンプル調製・結晶化する予定である。本研究では、ミトコンドリアtRNAのプロセシング機構の解明を目指している。本年度は、pre-tRNAのプロセシングに関わるミトコンドリアRNase Pの機能構造解析を行った。高等真核生物のミトコンドリアには、RNAサブユニットを欠いたタンパク質性のRNase Pが存在し、動物では3種のタンパク質サブユニット(MRPP1、MRPP2、MRPP3)から、植物ではMRPP3とアミノ酸配列が類似したPRORP1と呼ばれる1種類のタンパク質から成る。これらRNase Pによる反応機構を解明するために、pre-tRNAとの複合体の結晶構造解析を目指した。野生型酵素を使用した場合、pre-tRNAが切断されてしまうため、まず、MRPP3やPRORP1で保存されている触媒Asp残基をAlaに置換した変異体を作製した。調製した変異体を用いてpre-tRNAの切断活性を検討し、酵素活性が消失していることを確認した。PRORP1変異体とpre-tRNAとの複合体の結晶化条件をスクリーニングしたが結晶は得られなかった。また、変異体MRPP3を含むRNase Pを再構成してpre-tRNAとともに結晶化条件をスクリーニングしたが、結晶は得られなかった。結晶が得られない原因として、タンパク質の構造が揺らぎ柔軟性に富むため結晶化に至っていないことが推定された。そこで、MRPP3に関して限定分解を行った。その結果、N末端部分が柔軟な構造をとっていることが分かった。N末端領域を欠損させたMRPP3(MRPP3-ΔN)を調製してRNase Pを再構成し、pre-tRNAの切断活性を検討した結果、野生型と同じ活性を確認した。次に、MRPP3-ΔNを含んだRNase Pとpre-tRNAとの複合体の結晶化条件をスクリーニングしたが、現在のところ結晶は得られていない。今後、PRORP1についてもコア領域を同定し、pre-tRNAとの複合体の結晶化を目指す。26年度が最終年度であるため、記入しない。構造生物化学26年度が最終年度であるため、記入しない。in vitroにおける酵素活性の再構成系を確立し、酵素活性に関わるアミノ酸残基を特定した。
伊豆大島におけるミニネットワークMT法観測

本研究では、昨年度本研究者が開発を行ったミニネットワークMT法観測装置にさらに改良を加え、伊豆大島三原山南縁部で同装置を用いた観測を行った。従来のELF,ULF-MT法観測では、電場磁場それぞれ水平2成分のみの観測を行ない、順次観測点を移動して地域の地下電気伝導度分布を求めてきた。昨年度の研究で、その従来の観測に加えて電場を6チャンネルで測定する装置を開発し、現有のMT法観測装置に接続して用いる形で一度に電場8チャンネル・磁場の水平2成分のデータが取得出来るようになった。昨年度の段階では、磁場2成分の測定点を中心として8電極点(約200m四方)で取り囲む領域のデータを1回の観測で取得し、次々にサイトの移動を行う形式を考えていた。しかし、昨年度のテスト観測の結果、8電極を直線上に配置しケーブルをその電極点で接続しつつコネクタで次々に測線を伸ばしていく形のほうが、よりフィールドオペレーションが効率的になることが判明したので、ケーブルやコネクタ等をそのように作りかえた。次に、本装置を用いた観測を伊豆大島三原山カルデラ南縁部で行った。以前行われたELF-MT方調査から、定比抵抗層の上面が浅くなっていると指摘された地点を中心に、800x800mの領域(即ち直線800mの観測を16回移動)で観測を行った。良好なデータが得られ、一次的な解析から、以前に指摘されていた定比抵抗層の存在を示唆する見かけ比抵抗、位相差曲線が得られた。この低比抵抗層は、地下水(あるいは熱水)の存在を示すものと思われるが、さらに解析をすすめ、また、観測域を拡大することにより、その低比抵抗域の微細構造や拡がり等が明らかになるものと思われる。また、繰り返し観測により、その変化を追うことも興味深い。
トマトの病原菌は宿主植物の栽培化の過程で出現したのか？

4年間の主にペルー、チリ、メキシコのフィールド調査で野生種トマトおよび移行期トマトから分離した非病原性<i>F. oxysporum</i>をそれまでに分離・保存してあった野生種、移行期トマト、近代トマト品種由来の非病原性<i>F. oxysporum</i>と併せて分子系統解析等に供し、総括として、「トマト萎凋病菌の先祖は野生種トマトに付随している非病原性<i>F. oxysporum</i>であり、メキシコにおける栽培化以降に病原関連染色体を獲得する事で萎凋病菌が出現した」と考察した。1.メキシコにおける移行期トマトおよび伝統品種の調査ヌキシコの山中など僻地の小村落周辺でフィールド調査を行い(研究協力者)、細々と自生あるいは栽培されている移行期トマトおよび伝統品種を採集し、付随する菌類を分離・保存した。そのために、姉妹校であるチャピンゴ自治大学等の海外研究協力者の協力を得て、移行期トマトおよび伝統品種が自生あるいは栽培されているフィールドを調査、植物体および根圏土壌を採集した。採集した試料からは、現地協力機関研究室および日本へ輸入後に研究室で菌類の分離を行った。比較のために、近代トマト品種も採集し、菌を分離した。2.ペルーの調査準備平成23年度の野生種トマト属植物の調査フィールド調査に向けて、ラモリーナ大学および国際バレイショセンター(CIP)を訪問(代表者および分担者)、連絡調整を行うとともに、海外研究協力者の協力を得て2種の野生種トマトの予備採集を行い、植物種の分子系統解析、付随する菌類の分離・保存を行った3.日本の研究室における解析採集・輸入したトマト属植物の組織および根圏土壌から、分離した菌については、保存するとともに同定を行い、その内のF.oxysporumの一部について、(1)トマト属植物への接種による病原性検定、(2)rDNAITS、rDNAIGS等のゲノム領域の塩基配列を決定、(3)分子系統解析、(4)交配型検定、(5)菌糸和合群検定、を行った。また、一部の試料の植物組織や土壌からDNAを抽出し、DGGE解析を行い、植物組織や土壌の微生物多様性に関する知見も集積した。1.メキシコにおける移行期トマトおよび伝統品種から分離したF. oxysporumの分子系統、性状調査H22年度のフィールド調査およびそれ以前の調査でメキシコの山中など僻地の小村落周辺から採集した移行期トマトおよび伝統品種トマトおよび根圏土壌からの菌類の分離を完了、分離・保存したトマトに付随する菌類の同定、そのうちF. oxysporumについて病原性等の性状調査および分子系統解析を行う。姉妹校であるチャピンゴ自治大学等との共同研究である。2.ペルーの調査準備H23年9月に、リマ北方のHuaral地域およびペルー南部のArequipa地域の山間部を中心にフィールド調査を実施、S. habrochaites、S. chilense、S. peruvianum、S. pennelliiの4種の野生種トマト属植物および根圏土壌を採集した。ラモリーナ大学との共同研究である。採集した試料は、現地および日本へ輸入後に研究室で菌類の分離に供した。3.日本の研究室における解析採集・輸入したトマト属植物の組織および根圏土壌から、分離した菌については、保存するとともに同定を行い、その内のF. oxysporumの一部について、(1)トマト属植物への接種による病原性検定、(2)rDNAITS、rDNAIGS等のゲノム領域の塩基配列を決定、(3)分子系統解析、(4)交配型検定、(5)菌糸和合群検定、を行った。ペルー由来試料から分離したF. oxysporumの系統樹中の一について、トマト萎凋病菌との比較解析を開始した。「植物病原菌がいつ、どこで、どのようにして生まれたのか」、という植物病理学上重要な疑問に答えるべく、トマトー病原菌をモデルに、共進化、植物の栽培化、病原性関連因子の水平移動等の観点から解析を試みた。そのため、ペルー、チリ等の野生種トマトや、メキシコの栽培化過程の移行期トマトの組織や根圏から<i>F. oxysporum</i>を分離、これらの病原性等を検定、分子系統学的見地から、トマト萎凋病菌との系統関係を明らかにするとともに、病原性関連遺伝子領域のゲノム上の分布等の調査によって、病原性菌株の出現メカニズムについても考察することを目的とした。平成25年度は、2013年11月に野生種トマトの生息地としてチリ北部(イキケアリカ周辺)において野生種<i>S. peruvianum</i>および<i>S. chilense</i>の植物組織や根圏土壌を採集、日本へ輸入後に研究室で菌類の分離を行った。

分離した菌類の内、<i>F. oxysporum</i>は、いずれも栽培トマトに対する病原性を示さなかった。rDNAITS、rDNA IGS等のゲノム領域の塩基配列を決定、平成24年度までに収集した菌株と併せて分子系統解析等に供した。研究の総括として、「トマト萎凋病菌の先祖は野生種トマトに付随している非病原性<i>F. oxysporum</i>であり、メキシコにおける栽培化以降に病原性関連小型染色体を獲得することで萎凋病菌が出現した」と考察、論文としてまとめ、受理された。連携研究者等:東京農工大学大学院連合農学研究科柏毅、研究打ち合わせ等の海外研究協力者国立ラ・モリーナ農業大学Caballero教授、サンオーガスチン大学Fatima教授。ペルー北部においてフィールド調査を実施、野生種S. pimpinellifoliumの植物組織および根圏土壌の採集を行った。現地協力機関であるラモリーナ大学等研究者に協力いただいた。採集した試料からは、ラモリーナ大学研究室および日本へ輸入後に研究室で菌類の分離を行った。分離した菌については、保存するとともに同定を行い、その内のF. oxysporumについて、(1)トマト属植物への接種による病原性検定、(2)DNAを抽出し、rDNA ITS、rDNA IGS等のゲノム領域の塩基配列を決定、(3)非病原力遺伝子領域の解析、(4)分子系統解析、(5)交配型検定、(6)菌糸和合群検定、を開始した。また、DGGE解析を行い、植物組織や土壌の微生物多様性に関する知見も集積するために、一部試料の植物組織や土壌からDNAを抽出した。この他、比較対象用に、日本各地由来のトマト萎凋病菌(F. oxysporum f. sp. lycopersici)の収集、病原性・レース、非病原力遺伝子領域、分子系統、交配型等の解析を継続した。千葉県産トマト萎凋病菌レース2菌株が、従来報告されていない新規の病原型であることが明らかになり、病原性進化解析の新たな材料として解析を進めることとした。[連携研究者]東京農工大学大学院連合農学研究科柏毅フィールド調査とF. oxysporumの同定の協力研究開始2年目であり、計画通りにペルーにおける野生種トマトの採集を実施、サンプリングを行うことができた。実験室において、メキシコ由来試料からの菌類分離を終了、ペルー由来試料からの分離を行っており、予定以上の200余りのFusarium oxysporum菌を分離できている。分離株の性状調査、病原性調査、分子系統解析も順調に推移しており、解析結果の一部については学会、研究会等で報告した。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究開始3年目であり、計画通りにペルーにおける野生種トマトの採集を実施、サンプリングを行うことができた。実験室において、ペルー由来試料からの分離を行っており、予定以上の株数のFusarium oxysporum菌を分離できている。
新機能物質の探索

1生物検定法の開発:栄養繁殖性の強いサツマイモのシュートをアサガオに接木し、アサガオの花成条件下でサツマイモに花芽を誘導することができた。この系に花成誘導阻害剤CCCを与えると花芽は形成されなかった。したがって、この系を花成誘導物質の検定系として使用しうることが示された。2育種:アサガオの同質遺伝子系統を得るために、同じ光周条件で花成する品種と花成しない品種を交配し、F1世代を収獲した。3代謝・内生成分の比較:アサガオ(ムラサキ)の貧栄養条件下における花成反応が内生クロロゲン酸レベルと高い相関関係にあることを見出した。しかし、クロロゲン酸レベルは光周による花成誘導とは対応していなかった。アオウキクサの花成誘導物質である【^(14)C】-安息香酸のアオウキクサによる代謝を調べた。その結果、4つの代謝物(安息香酸のaspartate,isacitrate,およびmalateとベンジルアルコールのapiosylglucoside)を同定した。配糖体の生成量は花成とよく相関していることから、代謝物の中でも配糖体が、安息香酸の作用機構上、重要な役割を果たしていると推定された。一方、安息香酸によってアオウキクサに誘導される新合成蛋白を分析したところ、分子量約5万の蛋白が安息香酸処理開始直後から増加していることを見出した。シクロヘキシミドは安息香酸と同時に与えると高い花成阻害効果を示すので、この蛋白が花成誘導に重要な意味をもっていることが示唆された。4発芽・生長:レタス種子の発芽による抗アブシジン酸活性試験を用いて活性物質の生産菌を2株見出した。そのひとつの活性成分は水溶性であった。トウモロコシの生長因子をカスタステロンと同定した。5老化:アコウ樹に含まれる老化促進物質として、ジャスミン酸とそのメチルエステルならびにリノール酸,リノレン酸,アブシジン酸を同定した。
撮影条件の変動に強い対象物認識システムの開発

本研究では、昼夜を問わない重大事故防止のための運転支援システムの構築を最終目的として、撮影条件の変動に強いシステム構築を目的とした。主な課題は様々な条件下での高い信頼性、認識率の実現である。直線的で単純な背景の高速道路ではなく、複雑な背景や人が行き交う一般の繁華街や生活道路において対象物、ここでは主に道路交通標識、コマーシャル看板、歩行者の認識を目指した。屋外における対象物認識は実現できれば、多くの応用が考えられるが、シーンの多様性を考慮すると非常に難しい面を持っている。本研究ではいくつかの新しい概念に基づく提案を行った。それは次の3段階から構成されている:(1)適用的ランクフィルターによる一様色領域の抽出と部分線形近似、(2)T/T-テンプレート、D-テンプレートに基づく新しいテンプレートマッチング手法、(3)相対色多角形によるベリファイ。最初の段階では、累積頻度、モロフォロジーグラジエント、マハラノビス距離を適用して処理を行う。次に、新しいテンプレートマッチングによるパターン認識を行い、その結果は最終段階で検証される。このことにより信頼性の高いロバストなシステムの実現を目指した。提案手法の有効性を確認するために、様々な悪い照明条件下で撮影された300枚の画像を用いて実験を行った。その結果、98%の認識率が得られ、提案手法の有効性が示された。さらに、提案システムはユーザーに最新情報を提供し運転支援システムの一要素としてビジョンベースのカーナビゲーションおよび歩行者ナビゲーションシステムに拡張され得るものである。交通標識の認識に関しては非常に悪い撮影条件下(気象、照明、隠蔽、反射)でも高い認識率を達成したが、さらに提案手法を発展させて、コマーシャル看板やロゴなどの認識、ネット検索、ビデオ検索などに応用範囲を広げていき、その有効性を確認した。文字でなく画像あるいはその特徴が検索キーワードとして利用できるようになれば、柔軟で人に優しいナビゲーションシステムやDBシステムの構築にも貢献できる。種々の劣化画像への対応力を高めると共にアルゴリズムの改良により高速化を図った。また、部分テンプレートの自動作製を効率よく行うために、対象物の標準画像から一様な色領域の抽出を行い、新しく提案した色空間上での性質を利用して特徴点を抽出する方式の開発を目指している。現時点で残された大きな問題の一つとして車のヘッドライトや街灯などの高輝度光源の影響除去がある。そのための予備実験を行った。基本的な考え方は、レンズの前の遮光板を通して撮影された複数枚の画像から選択的に高輝度光源を遮光しようとするものである。このようにしてフレアーやゴースト等のない鮮明な画像が得られれば、色と形状を相補的に用いた既開発手法が適用でき、可視光ナイトビジョンの実現が可能となる。高感度カメラが次々に開発され、発売されている現状では、露出不足は問題にならないと考えている。将来の画像融合を考慮に入れて、従来手法とは全く異なる方法で遠赤外線カメラを用いた人物検出、距離計測手法の開発にも取り組み、低解像度(160*120)カメラ1台の画像からでもロバストに人物検出、距離計算が行えることを実証的に確認した。
大強度中性子場でのイメージングを可能にするボロン吸蔵ゼオライト輝尽性蛍光体の開発

現在、世界的規模で大強度量子ビームを利用した先端科学研究の進行している。そうした中で、本研究は、大強度中性子イメージング用の輝尽性蛍光体の開発を目的に、軽元素で構成される銀ゼオライトとその機能性に着目した。紫外線に対して有感な銀ゼオライト輝尽性蛍光体に中性子反応断面積が大きなボロンやリチウムなどを導入し、それらの光学的特性を評価した。加えて、中性子線に対する応答特性の評価も試みた。ゼオライトはそのイオン交換能により蛍光イオンを容易に取り込むことができる。しかも軽元素から構成されるので低ガンマー感度の蛍光体として大変有用な物質と考えられる。ゼオライトの分子吸蔵能により蛍光特性を制御することもできる。本研究はこれらの点に着眼し、銀ゼオライト輝尽蛍光体にボロンを吸蔵させることで大強度中性子場に対応した輝尽性蛍光体を開発することを目的としている。本年度はその研究基盤を確立するため、ボロン吸蔵銀ゼオライト試料の作製と分光研究による光学特性評価に取り組んだ。銀ゼオライトは熱処理による還元反応により銀原子または銀クラスターの発光中心を形成することが知られていたが、真空中の熱処理ではクラスター形成が進行するのに対して、大気中の熱処理では銀原子の形成に止まることが判明した。発光中心形成に最適な温度は500°Cであり、500°C以上では発光中心が減少することも明らかになった。吸収測定から、発光中心は熱処理直後に形成するのではなく、まず何らかの前駆体が生成し、それが発光中心へと移行する様子が捉えられた。また発光スペクトルの温度変化が、発光中心間にエネルギー伝達過程が存在することを示唆した。紫外光照射に伴う発光強度変化を調べたところ、輝尽発光中心形成に伴う著しい強度変化が観測された。吸蔵ボロンと発光中心との相互作用を調べるため1ケージあたり1分子から4分子の酸化硼素を吸蔵させた銀ゼオライト試料を作製した。吸蔵量の増加するに対して銀ゼオライトの蛍光特性はほとんど変化しないことが明らかになった。このことは中性子に対して高い反応断面積をもつボロンを高濃度で吸蔵した輝尽性蛍光体が開発できる可能性を示唆した。本年度は、前年度の研究成果を踏まえて、1.高濃度ボロン吸蔵銀ゼオライト輝尽性蛍光体試料の作製、2.高濃度試料の蛍光特性評価および3.日本原子力研究所JRR-3Mでの中性子照射による輝尽性蛍光特性評価を目的として研究を進めた。しかし、研究目的3については、東日本大震災の影響でマインタイムを得ることができなかったため実施できていない。研究目的1に関しては、中性子に対してより高感度な輝尽性蛍光体の開発のためゼオライトの1スーパーケージあたり5分子以上の酸化醐素を吸蔵させた銀ゼオライト試料を作製した。その結果、吸蔵量の増加とともにゼオライトが白色から茶褐色へと変色していくことが明らかになった。これはゼオライトとホウ素との化学反応によりゼオライト骨格が壊れることによると示唆された。中性子コンバーターとしての酸化棚素の吸蔵量はスーパーケージあたり5分子が限度であることがわかった。研究目的2に関して、試料の蛍光特性を評価するため、ボロンが中性子と相互作用した結果放出されるα線によるゼオライト骨格の励起を想定して、ゼオライト中の銀クラスターを直接励起した場合の蛍光特性と、ゼオライトの電子状態を励起した場合の蛍光特性を比較研究した。ゼオライトの励起には軌道放射光からの真空紫外光を用いた。その結果、銀クラスターによる蛍光は母体であるゼオライトを直接励起した場合にはほとんど観測されないことがわかった。これはゼオライト中に生成された電子・正孔対がほとんど銀クラスターに緩和せず、従って母体からクラスターへのエネルギー伝達がほとんど起こらないことを示した。この結果はよりイオン性の高い蛍光性イオンまたはクラスターをゼオライト中へ導入する必要があることを示唆した。本年度は、前年度の研究成果を踏まえ、以下の研究を実施した。(1)ゼオライト細孔内に高濃度のボロンを吸蔵させた際に生じる試料の変質を避けるため、中性子コンバーターとしてボロンのほかにリチウムを導入した試料を作製する。(2)中性子コンバーターを導入したゼオライト蛍光体の光学特性を紫外線照射下において調べ、コンバーター導入による蛍光特性への影響を明らかにする。(3)名古屋大学大学院工学研究科において、中性子線源(カリホルニウム252)、ガンマー線源(セシウム137)を用いた照射実験を行い、中性子線とガンマー線に対する蛍光特性を調べ、中性子場での実用性を検討する。研究の結果、以下の知見が得られた。(1)リチウム中性子コンバーターの導入は、ゼオライトのイオン交換能を利用して行った。リチウムイオンの導入は可能であったが、ゼオライト中に予め存在するナトリウムカチオンとリチウムイオンの交換性が比較的低いため、高濃度の導入は不可能だった。

(2)紫外線照射下で作製した試料の蛍光特性を評価したところ、リチウムのみを導入した試料、ボロンとリチウムを同時に導入した試料とも、それらを導入したことで銀ゼオライトが本来有する蛍光特性に影響を与えないことが明らかになった。軌道放射光からの真空紫外光を用いて、中性子コンバーターと中性子線との相互作用を想定した蛍光特性実験も行ったが、同様であった。(3)作製した試料が中性子線に対して応答することが確認できた。この結果は、ゼオライト輝尽性蛍光体を用いた中性子イメージングプレートの実現の可能性を示唆したと言えるが、その程度は未だ十分ではなく、今後、中性子コンバーターの導入量など試料の作製法に改善が必要と考えられた。本年度は中性子輝尽性蛍光体に対して日本原子力研究所において中性子照射実験を行い、実験試料の中性子特性に取りかかる予定であったが、東日本大震災の影響によりマシンタイムが得られなかったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。中性子照射実験については震災の影響で計画していた日本原子力研究所での実験が次年度においても不可能であるため、今後は名古屋大学大学院工学研究科の協力の下、密封線源を用いた実験で対応することとする。また、中性子コンバーターとしてのボロンをゼオライト細孔内に高濃度吸蔵させるとゼオライト自体が変質することが明らかになったため、リチウムコンバーターの導入も検討する。
血管作動性因子の臨床的意義に関する分子生物学的研究

マウスのBNPcDNAと遺伝子のクローニングを行い、BNP遺伝子を過剰発現したトランスジェニックマウスの開発に成功した。このBNPトランスジェニックマウスはBNPの心血管調節機構における役割と、長期間の高BNP血症が生体に及ぼす作用を解明する上で極めて有用なモデルであると考えられた。心筋症ハムスターにおいてはヒトの心不全患者と同様に血液中のBNP濃度がANPの約3倍に増加しており、心筋症ハムスターがANPとBNPの心筋障害における役割を解明するのに適したモデルであることを示した。更にラット培養心筋細胞を用いて研究を行い、BNPmRNAはANPと比較すると早期に発現が誘導されることを証明した。血管平滑筋細胞と内皮細胞の共培養系において、内皮細胞からのCNPとcGMP産生が内皮細胞の単独培養に比較して上昇していることを示し、この増加はTGF-βによることを示唆した。培養血管平滑筋細胞を用いクリアランス受容体(C受容体)のダウンレギュレーションは(β2)アドレナリン受容体の賦活化によって生じることを証明した。ヒトのエンドセリンA受容体遺伝子のcis応答配列による転写調節機構を解明した。またヒトのエンドセリンA受容体の選択的スプライシングによって多様なmRNAが生じることを証明した。ラットとヒトのPG受容体の中でPGE受容体サブタイプのEP_4、プロスタサイクリン受容体のIPのクローニングを行い、その構造と機能、分布を明らかにした。またヒトのPGE受容体の中で最も広く分布するEP_3受容体の選択的スプライシングによって生じる4種類のアイソフォームの存在とそのセカンドメッセンジャー、分布についても検討を行った。1.プロスタサイクリン受容体はヒトでは386個、ラットでは416個のアミノ酸から成り、共に膜7回貫通型のG蛋白共役型受容体で、ノザンブロット解析ではヒトの受容体mRNAは、循環系臓器、消化管等に分布していた。ラットでは、ヒトでは認められなかった胸腺に多量のmRNAが存在し、免疫系へのプロスタサイクリンの関与に種属差が存在することが明らかとなった。プロスタグランディンE2の受容体には少なくとも4種類のサブタイプが存在し、当初我々はEP2受容体をクローニングしたと考えていた。しかし、受容体発現細胞を用いた結合実験の結果、過去にほとんど報告がなく、その詳細が不明のEP4受容体のクローニングに成功したことが明らかとなている。ヒトとラットのEP4受容体はともに488個のアミノ酸より成り、従来のEP2受容体は、EP2受容体とEP4受容体の混在したものを捉えていたと想定された。2.エンドセリンは、クモ膜下出血の患者の髄液中では正常に比較して上昇しており、術後は更に上昇することが明らかとなった。この結果は脳血管の攣縮にエンドリセンが関与していることを示唆するもん考えられた。3.マウスのBNPのcDNAクローニングを行い遺伝子構造を決定した後に、BNP過剰発現トランスジェニックマウスの開発に成功した。マウスBNPは45アミノ酸より成るが、前駆体は121アミノ酸から構成されていた。またmRNAには選択的スプライシングにより生じる2種類が存在することが明らかとなった。トランスジェニックマウス肝臓においては心室の10倍に達するBNP mRNAを検出し、血漿中のBNP濃度は正常の100倍に達していた。一方、血漿中のcGMPは上昇しており、血圧は有為に、低下していた。ラット胎児の培養心筋細胞にエンドセリン-1、フェニルエフリン、PMAを添加し、肥大をおこすと、BNPmRNAはc-fosと同様に速やかに増加し、1時間後に最大に達した。この増加は転写の亢進によっておこると考えられた。また心筋細胞のBNP分泌とBNPmRNAのターンオーバーがANPに比較して亢進していることも証明した。

1.9kbのヒトのBNP遺伝子5'隣接領域には複数のcis-acting調節配列が認められ、そのプロモーター活性をchloramphenicol acetyltransferse(CAT)アッセイで測定した。ラットの胎児心室筋細胞において、プロモーター領域は高いCAT活性を有していたが、その30%は-1288から-1095のCT-rich配列に、10%は-289から+110の配列に由来していることが証明された。更にこの遺伝子はヒトの第1染色体上に存在することが明かとなった。ヒトのendothelin-A受容体については予想される分子量より小さい2種類のmRNAが得られ、アミノ酸をコードする配列から、199、327bp脱落したものであることが明かとなった。これはエクソン4およびエクソン3と4上に存在する配列であり選択的RNAスプライシングにより生じることが示された。ヒトのプロスタサイクリン受容体遺伝子は、サザンブロット解析により単一の遺伝子であることが証明され、3つのエクソンから成る7.0kbの遺伝子がクローニングされた。転写開始点は翻訳開始点の870-872bp上流にあり、5'隣接領域にはTATA box, CCAT boxは存在せず、Ybox, SP-1結合部位が見い出された。またヒトのプロスタサイクリン受容体遺伝子は3つのエクソンよりなり第19染色体上に存在することが証明された。ナトリウム利尿ペプチドに関しては、主に血管壁におけるCNPの合成、分泌調節とその作用を中心に研究を行った。血管内皮細胞と平滑筋細胞の共培養系においてCNP分泌は内皮細胞単独培養の60倍に増加し、CNPmRNAも同時に増加していることを見い出した。このCNPの合成と分泌の増加はTGF-βによることが証明され、増加したCNPにより平滑筋細胞の増殖が抑制されることも示された。またヒトの胃大網動脈、内胸動脈、伏在静脈におけるナトリウム利尿ペプチド受容体の発現を検討し、動脈ではA受容体が豊富であるのに対し、B受容体は動静脈で差がないことを報告した。動脈化した移植静脈における受容体の発現は静脈と変わらないことも観察した。ヒトのエンドセリンA受容体の選択的スプライシングにより生じる2つの新しいmRNAを同定した。これらはそれぞれエクソン4およびエクソン3と4の欠失したmRNAでそれぞれ199、327bp短いmRNAを形成することが明らかとなった。これらのmRNAはヒトの組織に広く分布し、エンドセリンA受容体の発現調節に関与している可能性が示唆された。ヒトのプロスタグランディンE受容体サブタイプのEP4のクローニングを行い、ヒトの単球系、T細胞系、B細胞系培養細胞にEP4遺伝子が発現していることを明らかにした。更にこれらの細胞にphorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)を添加することにより、単球系とB細胞系ではEP4受容体mRNAと蛋白が増加するのに対し、T細胞系では逆に減少することを観察した。この反応はEP4に特異的であり、他のプロスタノイド受容体では観察されなかった。
多糖類ハイドロコロイドが混合食品の物性と消化性に及ぼす影響

多糖類(食品ハイドロコロイド)は水に分散し、極めて高い粘度を発現する。コンニャクグルコマンナン(KGM)またはグアーガム(GG)が分離大豆たんぱく質(SPI)の酵素分解に及ぼす影響をレオロジー的方法により検討した。SPIにKGMまたはGGを混合すると分解速度定数と平衡値が小さくなり、SPIの消化酵素による分解は遅くなった。分子量の異なるKGMがでん粉ゲルの糊化と老化、寒天(AG)ゲルの物性に及ぼす影響について検討した。高分子のKGMはでん粉の老化を抑制した。KGMはAGと相互作用が見られた。本課題の目的は、多糖類ハイドロコロイドの二次機能、三次機能について、加工食品におけるテクスチャー改善としての働き、消化吸収への影響についての検討である。本年度は、多糖類ハイドロコロイドとして、メタボリックシンドロームの予防効果をもつ優れた機能性食品素材であるコンニャクグルコマンナン(KGM)を取り上げ、分離大豆タンパク質(SPI)のパンクレアチン酵素による分解に及ぼす影響を動的粘弾性測定から検討した。その結果、SPI単独系はパンクレアチン酵素によって分解され、SPIにKGMを混合するとその酵素反応が遅延することが示された。しかし、KGM濃度が低く、ゼロずり速度における比粘度が10mPa・s30mPa・sの範囲ではその遅延効果に差が認められなかった。SPIにおけるパンクレアチン酵素作用は、KGMが低濃度である場合、粘度だけの要素で遅延効果に影響を与えるのではないことが示唆された。そこで、次にKGMの分子量の影響を調べる目的で、デンプンに分子量の異なるKGMを混合し、デンプンの物性への影響を検討し、分子量の高いKGMの方がデンプンの離水を抑えるテクスチャー改善の働きを認めた。さらに、分子量の異なるグアーガム(GG)を用いて分離大豆タンパク質(SPI)の酵素分解に及ぼす影響について検討し、GGの分子量が小さく濃度の高い方が、分子量が大きく濃度の低い方より、GGの鎖状分子が多く含まれるため、分解がゆっくり進むことを推察した。消化酵素による変化をBCA assayによりペプチド量の定量を行い、SPIが酵素により分解され、低分子化していることを示した。本課題の目的は、多糖類ハイドロコロイドの二次機能、三次機能について、混合食品における食感改善の働きと消化吸収への影響についての検討である。今年度は、多糖類ハイドロコロイドとして、血糖値上昇抑制機能をもっ優れた機能性食品であるコンニャクグルコマンナン(KGM)を取り上げ、コーンスターチ(CS)澱粉の物性への影響とパンクレアチン酵素による分解に及ぼす影響を検討した。先行研究において、KGMの混合によりCS澱粉の老化を遅延させる効果があることを見出しており、本研究では、3種のKGMを用いて分子量の大きさ(約15000、約100万、約100万200万)に注目した。その結果、CS澱粉の糊化においてはKGM混合の影響が少ないこと、長期間貯蔵によって起こるCSの老化を分子量がある程度以上、本研究では100万以上のKGMを混合することで抑制すること、老化したCS澱粉の酵素分解は、分子量100万以上のKGMを混合したものにより遅延する傾向があることを見出した。老化は澱粉を構成する粒子の秩序構造の再形成の過程であり、分子量100万以上のKGMを混合した場合では、KGM鎖状分子がからまり、CSの澱粉を構成する粒子の秩序化を阻害し澱粉の老化を抑制することと澱粉が酵素により分解されることを妨げることが推察された。また、CS-KGM0.1%混合ゲルより、CS-KGM0.5%混合ゲルの方がCS単独ゲルとの差が明らかであることから、KGMの混合濃度が高い方が影響の大きいことが推察された。さらに、寒天ゲルのKGM混合の影響について検討した。本研究において混合食品への影響を明らかにすることにより、多糖類ハイドロコロイドを食品加工への使用する機会が増加し、通常の生活では不足しがちな難消化性多糖類Mを容易に摂取できることが期待される。本課題の目的は、多糖類ハイドロコロイドの二次機能、三次機能について、混合食品における食感改善の働きと消化・咀嚼への影響についての検討である。多糖類ハイドロコロイドとして、血糖値上昇抑制機能をもつ優れた機能性食品であるコンニャクグルコマンナン(KGM)を取り上げ、海藻抽出多糖類である寒天(AG)との混合による物性への影響と咀嚼活動に及ぼす影響を検討した。本研究では、分子量の大きさが異なる3種のKGMを(LKG幅:約15000、MKGM:約100万、HKGM:約100万200万)について濃度を変えて用いた。

その結果、AGにLKGMを1%添加したゲルは、AG単独ゲルより軟らかくなり、MKGMとHKGMでは0.1%,0.2%添加により強いゲルとなった。咀嚼特性については、破断歪、破断エネルギーの物性パラメーターと咀嚼パラメーターの間に高い相関を示した。KGMの分子量が高い強いゲルが、筋電図測定においても咀嚼時間、咀嚼回数、総筋活動量が大きくなる傾向を示した。凝集性においては、咀嚼回数、振幅(中期5回と終期5回)、筋活動量の咀嚼パラメーターと正の相関(p<0.05)が見られた。本研究においてAG/KGM混合食品への添加KGM分子量および濃度の影響を明らかにすることにより、多糖類ハイドロコロイドを食品加工への使用する機会が増加し、通常の生活では不足しがちな難消化性多糖類を容易に摂取できることが期待される。また、LKGM添加は軟らかくくずれやすいゲルが得られることより、咀嚼・高齢者用食品、MKGM, HKGM添加では相乗効果により歯ごたえのあるゲルが形成され、ゼリーやヨーグルトの食感の改良、また離水を抑えることから加工食品への物性の改良に役立つことが考えられる。