hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パテト・ラオ政権下における「ラオス語」の構築

本研究の目的は、パテト・ラオ政権下での「ラオス語」構築の実態を明らかにすることにある。平成17年度の調査結果を踏まえ、平成18年度は、言語政策と共に、パテト・ラオの教育政策についての調査に重点をおいた。具体的には、9月にビエンチャン(ラオス)、ハノイ(ベトナム)で、3月に広西チュワン族自治区南寧市(中国)にて資料収集を行った。ビエンチャンでは資料収集に加え、パテト・ラオの中央教育局のメンバーであったブンカム・チャルンスック氏、ソムシー・デーサー氏へのインタビューを行った。また、ハノイでは元ベトナム人義勇兵のファム・ドゥック・ズオン教授、元ベトナム人教育専門家団団長のグエン・アイ・ブイ氏(以下、アイ氏)へのインタビューを行った。特にアイ氏は1963年から75年まで、ベトナム人教育専門家団の団長として、パテト・ラオの解放区で活動していた人物であり、アイ氏へのインタビューを通して、当時、解放区全域にベトナム人専門家が派遣され、パテト・ラオの教育政策の実施、教科書の編纂などに関わっていたこと、パテト・ラオの幹部たちが、ラオス語による教育を革命教育政策の大原則として、捉えていたことなどが明らかとなった。9月の調査と平成17年度の調査の成果を論文としてまとめ、『東南アジア:歴史と文化』(東南アジア学会)に投稿した(現在査読中)。3月の南寧市の調査では、広西民族大学のラオス語専攻資料室にて資料収集を行い、パテト・ラオによる新聞や雑誌、教科書などを収集した。そしてさらに、同大学ラオス語専攻の陶紅副教授から、1967年に南寧市に設置されたラオス人学校(67年学校)の状況についても、ご教示いただくことができた。これらの成果については、平成19年度中に論文としてまとめ、発表していく予定である。本研究の目的は、1975年までの内戦期、パテト・ラオ政権下で進められた「国家の言語」としての「ラオス語」形成の実態を明らかにすることにある。平成17年度は当初の予定を変更し、8月にビエンチャン、9月にコーネル大学、2月にハノイにて調査・資料収集を行った。これはベトナム人義勇兵の探索が予想以上に難航したことに加え、その後の調査からコーネル大学に内戦期、ラオスの言語政策を知る上で貴重な資料である『サート・ラオ新聞』が1964年から1975年までの11年分、所蔵されていることが判明したためである。当該新聞にはラオス語の正書法についての議論や語彙に関するコラムなど、重要な情報が満載されており、当該新聞を通じて、筆者は1975年以前のラオスの言語状況をより詳細に把握することができた。2月のハノイ調査では、ベトナム人研究者ファム・ドゥック・ズオン教授へのインタビューを行った。ズオン教授は1947年から55年の8年間、パテト・ラオの解放区へ教育専門家として派遣された人物である。ズオン教授からはパテト・ラオの言語政策が、多民族間の媒介言語としてのラオス語普及と少数民族語の保護という二つの方針を軸として展開されたこと、徹底した表音主義をとったパテト・ラオのラオス語正書法は「ラオス語の民主化の過程」であったこと、少数民族語に関して、当時、モン族の言語であるモン語をめぐってパテト・ラオが定めた表記法と、モン族の内部分裂を意図した米国によって作られたもう一つの表記法が並存していたことなど、多くの貴重な情報を得た。特にモン語の問題について、ズオン教授は、そこには言語問題を利用してモン族の独立欲を刺激し、多民族の団結というパテト・ラオの方針を打ち崩そうとするアメリカ側の意図があった点を指摘された。こうした事実はいまだ未知のものであり、平成18年度に再度調査を行い、深く追究していきたいと考えている。

そしてさらに、同大学ラオス語専攻の陶紅副教授から、1967年に南寧市に設置されたラオス人学校(67年学校)の状況についても、ご教示いただくことができた。これらの成果については、平成19年度中に論文としてまとめ、発表していく予定である。
三次元構造をもつ極限光反応場の形成と新規物質創製

フェムト秒パルスレーザー光の高いピーク強度に加え,位相と偏光の空間分布を高度に制御することで三次元構造を持つ極限反応場を形成し,物質創成プロセスの場として用いることで,究極の環境でしか生成されないような原子レベルで高度に構造・形態制御された物質の創製を目的に研究を行った.フェムト秒パルスレーザー光を集光することで形成される短時間かつ高強度の光反応場では,非平衡プロセスにより通常では作製が困難な各種全率固溶合金ナノ粒子を各種貴金属イオンを含む溶液中に直接作製することに成功した.一方,三次元極限反応場の形成では,焦点付近における超高強度場においても電場の振動方向が維持されていることが明らかにした.フェムト秒パルスレーザー光の高いピーク強度に加え,位相と偏光の空間分布を高度に制御することで三次元構造を持つ極限反応場を形成し,物質創成プロセスの場として用いることで,究極の環境でしか生成されないような原子レベルで高度に構造・形態制御された物質の創製を目的に研究を行った.フェムト秒パルスレーザー光を集光することで形成される短時間かつ高強度の光反応場では,非平衡プロセスにより通常では作製が困難な各種全率固溶合金ナノ粒子を各種貴金属イオンを含む溶液中に直接作製することに成功した.一方,三次元極限反応場の形成では,焦点付近における超高強度場においても電場の振動方向が維持されていることが明らかにした.本研究では,フェムト秒パルスレーザー光の高いピーク強度に加え,位相と偏光の空間分布を高度に制御して超高温・超高圧・超高速な三次元構造を持つ極限光反応場を形成し,それを新規物質創製プロセスの場として用いる.レーザー光を照射する対象物質には,高強度レーザー科学の領域ではほとんど対象とされて来なかった密度の高い液体を用いる.すなわち本研究では,三次元構造をもつ極限光反応場と液体との組み合わせによって,究極の環境下でしか生成されないような原子レベルで高度に構造・形態制御された物質の創製を目的とし研究を行った.すなわちビームの横断面偏光分布を制御したレーザー光を強く集光することによって三次元構造を持つ光の場を形成し,それをこれまでにない物質合成の新規反応場として用いることを計画しているが,本年度はまず,異なる偏光(直線偏光と円偏光)を有するフェムト秒パルスを液体中に強く集光した際の電場について,非線形光学効果によって焦点の後方に発生する白色光の偏光を測定することによって評価した.また異なる横断面偏光分布を持つレーザー光が粒子作製におよぼす影響についても検討を行った.その結果,発生した白色光は入射光の偏光を維持していることが分かった.一方,直線偏光ならびに円偏光のレーザー光を金属イオンを含む水溶液に強く集光した場合,直線偏光を用いた場合に粒子の生成効率が高くなることが分かった.レーザー光の偏光が物質におよぼす影響についてはこれまで気体などの希薄系に限って研究がおこなわれてきたが,本研究で得られた結果は「凝縮系における偏光の効果」を初めて明らかにしたものである.本研究では,フェムト秒パルスレーザー光の高いピーク強度に加え,位相と偏光の空間分布を高度に制御することで三次元構造を持つ極限光反応場を形成し,物質創製プロセスの場として用い,レーザー光を照射する物質として,高強度レーザー科学の領域では注目されてこなかった密度の高い液体を対象とすることで,三次元構造をもつ極限光反応場と液体との組み合わせによって,究極の環境下でしか生成されないような原子レベルで高度に構造・形態制御された物質の創製を目的に研究を行った.フェムト秒パルスレーザー光を各種貴金属イオンを含む溶液中に集光することで形成される短時間かつ高強度の光反応場では,溶媒分子の分解に起因してラジカルが生じこれらが貴金属イオンを還元することで各種金属粒子が形成されるが,溶解度ギャップを持つためバルクでは作製が困難な組み合わせの合金ナノ粒子についてもレーザーを照射するだけで組成を正確に制御して作製することに成功している.本年度は作製した合金ナノ粒子の触媒活性についてCO酸化反応を用いた評価を行った.全率固溶Rh-Pt合金ナノ粒子ではCO酸化反応の際のPt表面へのCO吸着による被毒や,Rhの酸化などが抑制され触媒の安定性が向上したことが分かった.一方,入射レーザーの偏光を制御することで焦点付近における強高度エネルギー場を三次元的に制御する試みでは,様々な偏光を有するフェムト秒パルスレーザーを集光することで形成される強強度場においても焦点付近における電場の振動方向が制御されていることを明らかにした.一方で,密度揺らぎの大きい溶液ではレーザー照射時に焦点近傍での三次元光反応場を保持するのが難しく,安定かつ連続的な三次元光反応場の形成には課題が残った.高強度光反応場における電場の振動が入射レーザービームの偏光に依存していることを明らかにするとともに偏光の違いが粒子生成におよぼす影響についても明らかにした.さらに,得られた結果を元に分割波長板を設計・製作し,現在三次元構造を持つ光反応場形成のための最適条件についての検討を行っているところである.25年度が最終年度であるため、記入しない。焦点における電場と粒子の生成メカニズムを解明するためにレーザー照射後の極短時間後の様子についてCCDカメラによるシャドウグラフを用いた測定を行う.レーザー照射後に発生する衝撃波の伸展様式や粒子生成の様子をごく短い時間領域で観察するとともに,作製された粒子の構造解析の結果をレーザー照射条件にフィードバックすることで三次元構造を持つ極限光反応場形成のための最適条件を決定し,それを用いた新規物質の創製を試みる.25年度が最終年度であるため、記入しない。
新規かび毒の探索・創出と先進的な食の安全検査体制の整備に向けた基盤研究

トリコテセンとは、トリコテセン骨格を有するかび毒の一群である。中でも、Fusarium属菌が生産するトリコテセン類は、小麦等への汚染が頻繁に確認され、ヒトへの健康被害が強く懸念されている。また近年、生合成遺伝子の進化によって生産されたと考えられる進化型トリコテセン、体内に取り込まれると糖が外れて毒性が戻る糖抱合型トリコテセン等、これまで知られてこなかった新規のトリコテセンの報告が相次いでいる。これらは従来法では検出されず、食の安全にとって大きな脅威となりうる。そこで本研究では、食に混入する恐れのあるトリコテセンを包括的にデータベース化したMS/MSライブラリーを作成し、食の安全検査体制を構築することを目指した。Fusaruim sporotrichioidesはT-2 toxinというトリコテセンを生産するが、この菌株はC-7位水酸化酵素遺伝子を持たない。しかし、C-7位が水酸化されたT-2 toxin類縁体の存在については、その可能性が示唆されている。そこで、この菌株のトリコテセン生産の初期酵素を欠損させた遺伝子破壊株を作製し、この株にC-7位水酸化トリコテセンを添加することで、新規のトリコテセンが生産される可能性があると考えた。この添加実験により、新たに5種類のトリコテセンの生産に成功し、そのMS/MSパターンと細胞毒性を明らかにすることができた。また、非Fusarium属のトリコテセン生産菌にFusarium属のトリコテセンを添加する、またその逆の添加実験を行ったところ、そこから新たなトリコテセンの生産を確認することができた。中でも新規性の高いものは8-deoxytrichodermolとtrichodermolのC-4位の配糖体で、これまでのトリコテセンのC-3位の配糖体とは異なり、全く新しいトリコテセン配糖体と言える。現在、その細胞毒性を検証している。2018年度の研究目標として挙げたのは、1属種が異なる複数のトリコテセン生産菌の生合成経路を利用、あるいは遺伝子改変技術を駆使し、新規トリコテセンを創製する、2大量生産後に精製し、LC-MS/MSとNMRによりその構造を決定する、3トリコテセン高感受性酵母や培養細胞を用いて毒性を検証する、の3点である。2018年度には既に複数のトリコテセンで上記の目標を達成しており、現在もなおそのトリコテセン数を増やせるよう、鋭意研究中である。1属種が異なる複数のトリコテセン生産菌の生合成経路を利用、あるいは遺伝子改変技術を駆使し、新規トリコテセンを創製する、2大量生産後に精製し、LC-MS/MSとNMRによりその構造を決定する、3トリコテセン高感受性酵母や培養細胞を用いて毒性を検証する、という3つの課題はそのまま続行する。この3段階の作業で、包括的トリコテセンMS/MSライブラリーを構築し、同時に、トリコテセン全般の構造活性相関を見出すことを目指していく。さらに、構築されたライブラリーを用い、4トリコテセン汚染の可能性がある穀類や食品を対象に、トリコテセン混入についてパイロット調査を行う、5トリコテセン汚染が確認され場合は、そのトリコテセン生産菌・トリコテセン構造・植物宿主の間の関連を検証する、という方向に研究を発展させる予定である。

2018年度の研究目標として挙げたのは、1属種が異なる複数のトリコテセン生産菌の生合成経路を利用、あるいは遺伝子改変技術を駆使し、新規トリコテセンを創製する、2大量生産後に精製し、LC-MS/MSとNMRによりその構造を決定する、3トリコテセン高感受性酵母や培養細胞を用いて毒性を検証する、の3点である。2018年度には既に複数のトリコテセンで上記の目標を達成しており、現在もなおそのトリコテセン数を増やせるよう、鋭意研究中である。1属種が異なる複数のトリコテセン生産菌の生合成経路を利用、あるいは遺伝子改変技術を駆使し、新規トリコテセンを創製する、2大量生産後に精製し、LC-MS/MSとNMRによりその構造を決定する、3トリコテセン高感受性酵母や培養細胞を用いて毒性を検証する、という3つの課題はそのまま続行する。この3段階の作業で、包括的トリコテセンMS/MSライブラリーを構築し、同時に、トリコテセン全般の構造活性相関を見出すことを目指していく。さらに、構築されたライブラリーを用い、4トリコテセン汚染の可能性がある穀類や食品を対象に、トリコテセン混入についてパイロット調査を行う、5トリコテセン汚染が確認され場合は、そのトリコテセン生産菌・トリコテセン構造・植物宿主の間の関連を検証する、という方向に研究を発展させる予定である。2018年度は、予想外に研究費のかからない部分の研究が進んだため、そちらに研究の労力をかなり割くこととなった。その分、今後研究費のかかる部分を2019年度以降に回したため、このような状況となった。
医療の質及び効率採算性の統合管理手法としての管理会計の有効活用に向けた実証的研究

医療の質と効率・採算性とは常に二律背反関係にあるわけではなく、そのため両者の統合管理により費用対成果としての価値を向上させる余地があることを明らかにした。そして原価計算や予算管理などの各種の管理会計手法は、質や採算性などの病院の各種成果を向上させることを明らかにした。具体的には、その手法により効果は多少異なるものの、採算性を改善しつつも質に悪影響を与えていることはなかったり、採算性と質の両者によい影響を与えていたり、採算性を維持しつつ質を向上させて、費用対成果としての価値を高めていた。また、管理会計実践の在り方による各種成果への効果の違いを分析し、成果の向上により有効な実践方法を明らかにした。平成24年度に引き続き、DPC影響評価報告や地方公営企業年鑑などから、各病院における質データと採算性データを収集し、質と採算性(コスト)との相互関係分析のための多年度データベースを構築した。診療報酬改定をはさまない二年度分のデータにより、各病院における質の変化分と採算性の変化分のデータセットを作成し、公立DPC関連病院群を対象に、質と採算性の変化分の相関関係の分析を実施した。その結果、単年度データに基づく相関分析の結果と同様に、質と採算性(コスト)とは常に二律背反関係にあるのではなく、無相関だったり、むしろ質が高いほどコストも低いこともあることが判明した。このことは、質を落とすことなく原価低減させることや、原価水準を維持したまま質を向上させることができる余地があることを示唆しており、医療サービスの質とコストとの同時統合的な管理を促進する要因となる。また、多年度データベースを活用して、公立DPC関連病院群及び国立DPC関連病院群のそれぞれを対象として、病床利用率や手術実施度などの業務実績と採算性との年度間変化分の相関関係も分析し、管理会計による採算改善の中間要因ともいえる業務実績と採算性との関係性についても検証した。さらに、平成24年度に実施したDPC関連病院における管理会計実践の状況に関するアンケート調査の結果を整理し考察を加えるとともに、管理会計と業績との関係性分析の前段階として、開設主体や規模による管理会計実践の違いや、管理会計手法間の実践状況の関連性を明らかにした。また管理会計実践について回答した病院に関する財務及び質データの統合作業を進め、平成26年度における管理会計と採算性及び質との関係性分析のためのデータベースを構築した。加えて、平成27年度以降に、特に予算管理実務と各種業績との関係性を分析するために、医療法人を対象に予算管理に関するアンケート調査も実施した。国立DPC関連病院に関して、DPC影響評価報告、医療の質の評価・公表推進事業、独立行政法人の第三者評価報告から、提供体制の質、提供プロセスの質、結果としての質、患者からの主観的な質にそれぞれ関わる質データを収集するとともに、公表財務諸表から各病院に対応する採算性データも収集し、質と採算性(コスト)との相互関係に関する分析のためのデータベースを構築した。また公立DPC関連病院に関しても、DPC影響評価報告と地方公営企業年鑑から、提供体制の質と結果としての質に関わる質データと採算性データを収集し、データベース化した。それぞれの病院群に対するクロスセクション分析により、質と採算性との相関関係を分析したところ、両病院群においても、医療界の伝統的な二律背反観とは異なり、質と採算性(コスト)とは常に二律背反関係にあるのではなく、質や採算性の各側面の各要素(指標)により、相関が見られなかったり、むしろ相互支援関係(質が高いほどコストも低く採算性がよい)にあったりすることが判明した。このことは、質を維持しつつ採算性を改善したり、質を向上させつつ採算性を維持したりできる余地があることを示唆しており、医療サービスの質とコストとの同時統合的な管理を促進する要因となる。また、今回構築したデータベースを活用して、国立DPC関連病院群に関しては、手術実施度や平均在院日数といった質とは異なる業務実績と採算性との相関関係も分析し、病院における採算改善を巡る諸見解の妥当性についても検証した。加えて、平成24年度には、平成25年度以降に各種管理会計手法と各種業績との関係性を分析する上で必要不可欠となるDPC関連病院における管理会計実践の状況に関するアンケート調査も実施し、各病院の各種管理会計手法の整備状況に関するデータベースを構築した。平成24年度に実施したDPC関連病院への管理会計アンケート調査に回答した病院に関する財務・業務実績・質の各種データの統合を完了させ、各種の管理会計手法(原価計算・収益予算管理・事業計画・価値企画)と病院組織業績(採算性・効率性・質)との関係性を分析した。各種管理会計手法は、その手法により各種組織業績への効果は多少異なるものの、基本的には、採算性を改善しつつも質に悪影響を与えていることはなかったり、採算性と質の両者によい影響を与えていたり、採算性を維持しつつ質を向上させて費用対成果としての価値を高めていることが判明した。また平成25年度に実施した病院運営医療法人への予算管理に関するアンケート調査の結果を整理し、考察を加えるとともに、法人規模による予算管理実践の違いを明らかにした。また、1各種の予算管理実態と予算管理業績の管理者業績評価での利用状況との関係性や、2予算編成主導層の違いによる各種の予算管理実態の違い、も明らかにした。また回答医療法人に関する財務データの収集をし、平成27年度における医療法人での予算管理と採算との関係性分析のためのデータベースを構築した。

さらに、予算管理業績の管理者業績評価での利用と報酬連動に関する詳細な実態を把握するため、回答法人の一部にインタビュー調査を実施した。加えて、平成27年度以降に、病院運営医療法人におけるBSCの実態を整理・考察し、回答法人の財務データの収集をし、さらにBSCと採算との関係を分析していくための基礎データを得るために、医療法人にアンケート調査を実施した。また、同様に平成27年度以降に、DPC対象病院における予算管理の実態を整理・考察し、回答病院の財務・業務実績・質の各種データを収集し、さらに予算管理と各種病院業績との関係を分析していくための基礎データを得るために、DPC対象病院にアンケート調査を実施した。平成24年度・平成25年度に実施した病院への各種管理会計実践(原価計算、事業計画、価値企画)に関するアンケート調査データと組織成果データとの統合分析の結果を論文化し、学会で発表するとともに、掲載まで実現した。また平成26年度に実施した病院運営医療法人へのバランスト・スコアカード(BSC)に関するアンケート調査の結果を整理し、考察を加えた。戦略マップ活用の積極性やBSCの多階層展開などの観点から、本格的なBSCを実践している法人と簡易なBSCを実践している法人との間での、BSC実践の違いなどを分析した。さらに、各種BSC実践とBSCによる各種事項(戦略の浸透、増収・増患、医療の質向上など)に関する効果認識の程度の関係性を分析することを通じて、組織成果等への効果を高めるために必要なBSC実践を明らかにした。さらに平成26年度に実施したDPC対象病院への予算管理に関するアンケート調査の結果を整理し、広義の公私病院群間の違いも分析しつつ、考察を加えた。また、各種の予算管理実践と予算管理機能の利用度との関係性を分析し、予算の組織成果への効果を高めると考えられる機能利用度の向上に資する予算管理実践を明らかにした。また回答病院に関する財務データの収集活動をし、より客観的な財務成果データを基に予算管理活動の効果を検証するためのデータベースを構築した。さらに、予算管理による組織成果向上への管理者の努力を強めるための予算の管理者業績評価での利用及び報酬連動に関するインタビュー調査を平成27年度も引き続き実施し、その結果の一部は論文として掲載まで実現した。加えて、今後、病院におけるBSCの組織成果への効果を客観的な質や財務に関するデータを基に検証するために、そうした客観データが入手できるDPC対象病院に対して、BSC実践に関するアンケート調査も実施した。医療の質と効率・採算性とは常に二律背反関係にあるわけではなく、そのため両者の統合管理により費用対成果としての価値を向上させる余地があることを明らかにした。そして原価計算や予算管理などの各種の管理会計手法は、質や採算性などの病院の各種成果を向上させることを明らかにした。具体的には、その手法により効果は多少異なるものの、採算性を改善しつつも質に悪影響を与えていることはなかったり、採算性と質の両者によい影響を与えていたり、採算性を維持しつつ質を向上させて、費用対成果としての価値を高めていた。また、管理会計実践の在り方による各種成果への効果の違いを分析し、成果の向上により有効な実践方法を明らかにした。研究実績の概要で述べたように、各種の管理会計手法(原価計算・収益予算管理
大環状シクロファン包接体の結晶化学的研究

大環状ヘテロシクロファンN,NI,NII,NIII-テトラメチルー2,11,20,29-テトラアザ[3.3.3.3]パラシクロハァン(1)のベンゼン,ピリジン,ブロムクロルメタンとの包接体および1自身さらに1を4級化した水溶性シクロファンのX線結晶構造解析をした.包接体の結晶はゲスト依存性の多形を示し,以前の結果も加えると5種類に分類される. 1・ベンゼン(P2_1,Z=4), 1・ピリジン(P1,Z=1),1・クロロホルム(C2,Z=2),1・アセトニトリル,1・2酸化炭素(C2/C,Z=4),1・ジクロロメタン,1・ブロモクロルメタン(C2/C,Z=8),1は溶液中ではアキラルであるが包接体結晶中では環構造が凍結されキラリティーを持つ.どの包接体でも1はb軸方向に重なって包接カラムを形成し,カラム中にゲスト分子を包接する.一本のカラムは同じキラリティーを持つ1からなるのでキラリティーを持つ.キラルな空間群の場合同じキラリティーを持つカラムの集合からなり,アキラルな空間群は反対のキラリティーを持つカラムの集合からなる.5種類の結晶構造は互いに密接な関係があり,カラムの配置の様式による.またカラムの配置は包接されるゲスト分子による1のベンゼン環の傾きに大きく依存する. 1自身の結晶解析から包接体中の1の構造(C_4)とは異なるC_<2v>対称を持つ環構造を見出した.力場計算によるとC_4とC_<2v>のエネルギー差は2.3kcal/molである.1の配座解析によると, 1は対掌体も含めて6個の構造の間を相互交換しており,配座間の最大エネルギー差は2.3kcal/molであることがわかった.また配座交換に際してのエネルギー障壁と遷移状態を求めた. 1の包接体は他のガス状のゲスト分子と接触させると相転移を伴うゲスト交換が起る.最初交換率4050%に到るゆるやかな交換過程と続いて起る相転移とこれに伴う急激なガス交換(90%)からなる.現在この機構を検討中である.大環状ヘテロシクロファンN,NI,NII,NIII-テトラメチルー2,11,20,29-テトラアザ[3.3.3.3]パラシクロハァン(1)のベンゼン,ピリジン,ブロムクロルメタンとの包接体および1自身さらに1を4級化した水溶性シクロファンのX線結晶構造解析をした.包接体の結晶はゲスト依存性の多形を示し,以前の結果も加えると5種類に分類される. 1・ベンゼン(P2_1,Z=4), 1・ピリジン(P1,Z=1),1・クロロホルム(C2,Z=2),1・アセトニトリル,1・2酸化炭素(C2/C,Z=4),1・ジクロロメタン,1・ブロモクロルメタン(C2/C,Z=8),1は溶液中ではアキラルであるが包接体結晶中では環構造が凍結されキラリティーを持つ.どの包接体でも1はb軸方向に重なって包接カラムを形成し,カラム中にゲスト分子を包接する.一本のカラムは同じキラリティーを持つ1からなるのでキラリティーを持つ.キラルな空間群の場合同じキラリティーを持つカラムの集合からなり,アキラルな空間群は反対のキラリティーを持つカラムの集合からなる.5種類の結晶構造は互いに密接な関係があり,カラムの配置の様式による.またカラムの配置は包接されるゲスト分子による1のベンゼン環の傾きに大きく依存する. 1自身の結晶解析から包接体中の1の構造(C_4)とは異なるC_<2v>対称を持つ環構造を見出した.力場計算によるとC_4とC_<2v>のエネルギー差は2.3kcal/molである.1の配座解析によると, 1は対掌体も含めて6個の構造の間を相互交換しており,配座間の最大エネルギー差は2.3kcal/molであることがわかった.また配座交換に際してのエネルギー障壁と遷移状態を求めた. 1の包接体は他のガス状のゲスト分子と接触させると相転移を伴うゲスト交換が起る.最初交換率4050%に到るゆるやかな交換過程と続いて起る相転移とこれに伴う急激なガス交換(90%)からなる.現在この機構を検討中である.大環状ヘテロシクロファンN,N',N'',N''',-テトラメチル-2,11,20,29-テトラアザ〔3.3.3.3〕パラシクロファン(1)のベンゼンおよびブロモクロロメタンとの包接体の結晶構造をX線回折法により決定した。1.C【H_2】BrClは塩化メチレン包接体と同型であった。空間群はC2/C,Z=8である。一方1・ベンゼンは空間群P【2_1】に属し、Z=4で2分子が独立である。1の包接体にはこれまで3種類の多形が見られたが、これは新しいものである。各包接体結晶中で1はその疎水内孔(8.7×8.0【A!°】)にC【H_2】BrClおよびベンゼンを取り込み、これらの1:1包接体は次々と積み重なって包接カラムを形成している。独立な2つの1・ベンゼンの構造はほとんど同じであった。

1そのものの結晶解析を行なったところ、環構造は【C_2】対称を持つ長方形で包接体中の【C_4】対称を持つ環構造とは大きく異なり、1の環がフレキシブルであることがわかった。力場計算(MM2)により1および1の包接体のコンホメーション解析を行なった。【C_(2V)】の環が最安定で、これより約2Kcal/mol上に【C_4】を含む3つの環構造があり、さらに3.5Kcal/mol上にCiに近い環構造が存在する。NMRによると1は溶液中でN-C結合の回りでゴーシュ【→!←】トランス変換を行なっている。力場計算で得られた4つの最安定環構造がこのゴーシュ【→!←】トランス変換で関係づけられることを明らかにした。この4つの配座間の遷移エネルギーと遷移状態の構造を決めた。遷移エネルギーは68Kcal/molである。1の包接体の最安定構造を力場計算より求めX線解析の結果と比較した。1・CH【Cl_2】では計算結果はX線からの構造と異なり、1・C【H_2】【Cl_2】では一致する。1・CH【Cl_3】の場合もカラムを仮定してその中にCH【Cl_3】を入れて計算すると安定構造は結晶構造と一致した。結晶中での包接体構造は結晶場に強く影響されるので溶液中の1:1包接体との関係は力場計算,スペクルデータを使って検討する必要がある。大環状ヘテロシクロファンN, N^I, N^<II>, N^<III>÷テトラメチルー2, 11, 20, 29-テトラアザ〔3,3,3,3〕パラシクロファン(1__)のビリジン包接体および1__を4級化した水溶液シクロファンの結晶構造をX栓解析法より決定した. 1__・ピリジンは空間群P1, Z=1であった. 1__の包接体はゲスト依存性の4種類の多形をこれまでに生じたが,ピリジン包接体は新しい多形で合計5種類となった.即ち1__・CHCl_3(C2,Z=2), 1__・ベンゼン(P21,Z=4), 1__・ピリジン(P=1,Z=1), 1__・CH_3CNと1__・CO_2(C2/C,Z=4), 1__・CH_2Cl_2と1__・CH_2BrCl(C2/C,Z=8).キラルな結晶3種類とアキラルな結晶2種類である.これらの多形の結晶格子および結晶構造には密接な関係がある.b軸は5.65.7A2F2, a軸とc軸の長さは12.7A2F2, 13.4A2F2の整数倍である. 1__は包接体結晶中では近似的にC4対称を持ちキラルである.どの包接体の場合も1__がb軸方向に積み重なり1次元の包接体カラムを作り,ゲスト分子をこのカラム中に1:1で取り込む. 1本のカラムは同じキラリティーを持つ1__から成るのでやはりキラルである.キラルな空間群の場合は同じキラリティー持つカラムから結晶はできあがり,アキラルな空間群の場合は反対のキラリティーを持つカラムの集合から結晶はできている.これらの各包接体は他のガス状のゲスト分子と接触させるとゲスト交換が起る.この交換過程はCHCl_3をCH2BrClで置換する場合, 100150時間でCHCl3の4050%が置換され,次に相転移が起り1__・CH_2BrClの結晶構造へと変わる.相転移時に急激なガス交換が起り約90%の交換に到る.このガス交換の初期過程を明らかにするため力場計算を行なった.包接カラムから連続する3つの1__を切り出し,このカラム中でのゲスト分子移動に際してのエネルギー障壁を求め,ゲスト分子が常温でカラム中に容易に通過できることを示した.
木造建造物文化財を維持するために必要な森林資源の評価

木造建造物文化財の修復は,ユネスコ傘下のイコモスによる「歴史的木造建造物保存のための原則」の中で定められた真正性の追及により,原則「同樹種」「同品質」「同技術」が要件である。このため持続的な修復用資材の確保には,供給源である森林資源の管理体制を検討する必要がある。要求される資材はヒノキの需要が最も多く,化粧性の面から天然木が好まれる。さらに大径材や長大材が要求される。そこで本年度は,木曽地域の赤沢天然ヒノキ林を事例とし,持続的な資源調達のために必要な情報を解明した。赤沢天然ヒノキ林は樹齢300年以上の大径木を保有している森林であり,上層が比較的斉一であることが特徴である。下層は耐陰性の強いアスナロが優先しているため,学術参考保護林内にヒノキ後継樹天然更新促進のための択伐施業実験林が設定され,現在27年が経過している。同林分において上層木の成長量を評価した結果,年間成長量が明らかになり,成長量は上位の立木に集中していることが解明できた。下層木は,対照林分を設定し択伐施業実験林の現在までのヒノキ後継樹の更新状況を評価した。この結果,実験林と対照林分のヒノキ更新木個体数には顕著な差が確認できた。また実験林の樹高分布形はL型を示し,択伐時に残存していたヒノキ更新木は順調に成長していること,さらに択伐後27年を経過した現在においても,林内はヒノキが成長するのに十分な照度を保持していることが観察できた。また対照林分のアスナロは,個体数が多いだけでなく,樹高の高い個体も多く存在することから安定して成長している状況が観察できた。本研究成果は,森林資源の供給可能性の検討と同時に,不足していく可能性のある森林資源の現状を認識することにつながる。これは補修要件「同樹種」「同品質」に関して,需要と供給の兼ね合いを考え,規格や代替材への変更などの対応を議論する上で重要な材料となりうる。木造建造物文化財の維持に必要な修復用資材の中で,特に一般の市場に出回らない大径材や長大材のような特殊材は入手困難な状況である。これまでの研究では,修復用資材の情報を供給源である森林側にわかる形で提示するため,森林計測学の手法を応用し,構成部材規格から森林資源(立木規格)への推定手法を開発した。さらに需要側の情報は先行研究において量的議論が中心に報告されていることから,樹種・規格など質的側面を考慮した検討をおこなった。歴史的木造建造物文化財を構成する大径長大材の規格調査の先行研究に基づき,森林資源を算出した。この結果,大径長大材が使用されている代表的な建造物を例に挙げると,東大寺南大門の柱には胸高直径約160cmのヒノキ森林資源が必要であることを明らかにした。次の段階として1棟の建造物を包括的に把握し,大径長大材の必要量や入手困難な資材を明らかにすることが課題である。しかしながら木造建造物の修復の際作成される修理工事報告書の中では,構成部材全ての規格や品質を把握することはできない。本年度は,全構成部材の情報を把握することのできる愛媛県に所在する大洲城天守閣の復元工事を事例とし,必要な森林資源を評価した。この結果,大洲城天守閣はヒノキ資材の使用量が最も多く,特に大径長大材は木曽産天然ヒノキから調達されていた。実際の木曽ヒノキ林での実測調査に基づき,天守閣を造営するのに必要な森林面積を算出した結果,多様な構成部材規格を包含するには約53.6haの森林面積が必要であり,実際の森林施業を考慮するとさらに5倍の面積が必要であると見積もられた。本研究成果により,国内に存在する多くの文化財建造物の維持に必要な資材の中で,本当に確保の難しいもの,また現在は供給できなくとも将来的に供給していくための計画的な森林管理体制を検討するために有用な知見となりうる。

また実験林の樹高分布形はL型を示し,択伐時に残存していたヒノキ更新木は順調に成長していること,さらに択伐後27年を経過した現在においても,林内はヒノキが成長するのに十分な照度を保持していることが観察できた。また対照林分のアスナロは,個体数が多いだけでなく,樹高の高い個体も多く存在することから安定して成長している状況が観察できた。本研究成果は,森林資源の供給可能性の検討と同時に,不足していく可能性のある森林資源の現状を認識することにつながる。これは補修要件「同樹種」「同品質」に関して,需要と供給の兼ね合いを考え,規格や代替材への変更などの対応を議論する上で重要な材料となりうる。
光および活性化学種による反応制御とその反応光学の構造

1.本研究は、通常光源、レーザー光などの光化学反応や、活性化学種を利用した反応の制御と反応場の構築に関する基礎と、光や活性化学種を制御する装置設計に必要な光学解析を充実させ、光や活性化学種を用いた新規なプロセスを創成していく上での体系化を行うことを目的とする。個別に以下の4項目を重点項目とし、分担者がそれぞれ独自の立場で研究を推進し、また全体的な体系化を目指した。研究項目は以下の通りである。(1)光と光量子による反応制御と素過程(2)光反応光学基礎(3)ラジカル、イオンによる反応制御と素過程(4)活性化学種反応光学基礎。個々の成果として、(1)では、レーザー合成反応光学の基礎(幸田)、レーザーによるシリコン同位体分離の素過程(武内)、レーザーによる超微粒子活性化構造の解明とその薄膜創製への応用(北本)に関して、レーザー光の特徴を生かす過程を解明した。(2)では、遠紫外線照射による超純水循環利用プロセスシステムの基礎(菅原)、不均一反応系における光吸収速度の推算・評価方法(横田)、難分解性物質を含む排水の光触媒による処理プロセス及び薄膜上半導体光触媒(中野)、紫外線照射による廃フロンの再資源化(西海)に関して、実用に連がる成果をみた。(3)では、流体中のパルス放電による各種ラジカルの生成とその反応過程(佐藤)、負イオンによる大気汚染物質除去構造の解明(田門)、CVD製膜装置内での酸素ラジカル反応による微粒子発生(足立)、イオン誘発核生成による大気汚染ガスの微粒子転換(奥山)に関して、基礎過程の検討をすすめ、実用上の問題まで展開した。(4)では、高効率ラジカル反応装置の設計手法と開発(定方)に関する新規な展開を図った。さらに全体の議論を行い、本研究の方向性の体系化を行った。1.本研究は、通常光源、レーザー光などの光化学反応や、活性化学種を利用した反応の制御と反応場の構築に関する基礎と、光や活性化学種を制御する装置設計に必要な工学解析を充実させ、将来的に光や活性化学種を用いた新規なプロセスを創成していく上での体系化を行うことを目的として組織した。本年度は以下の4項目を重点項目とし、分担者それぞれが独自の立場で研究を推進し、適当な情報交換を行った。2.研究の項目は以下の通りである。(1)光と光量子による反応制御と素過程(2)光反応工学基礎(3)ラジカル、イオンによる反応制御と素過程(4)活性化学種反応工学基礎。個々の成果として、(l)では、レーザー合成反応工学の基礎(幸田)、レーザーを用いたシリコン同位体分離(武内)、レーザーによる超微粒子活性化機構の解明とその薄膜創製への応用(北本)に関して、レーザー光の特徴を生かす過程の解明が進んだ。(2)では、遠紫外線照射による超純水循環利用プロセスシステムの基礎(菅原)、不均一反応系における光吸収速度の推算・評価方法(横田)、難分解性物質を含む排水の光触媒による処理プロセス及び薄膜状半導体光触媒(中野)、紫外線照射による廃フロンの再資源化(西海)に関して、見るべき成果が上げられた。(3)では、流体中のパルス放電による各種ラジカルの生成とその反応過程(佐藤)、負イオンによる大気汚染物質除去機構の解明(岡崎)、CVD製膜装置内での酸素ラジカル反応による微粒子発生(足立)、イオン誘発核生成による大気汚染ガスの微粒子転換(奥山)に関して、実用化をも視野においた基礎過程の検討が進んだ。さらに(4)では、高効率ラジカル反応装置の設計手法と開発(定方)に関する新規な展開がはかられた。

これらの成果は中間報告としてまとめ、研究の一層の深化と、情報交換に役立てられた。2年度へ向けた個別研究の展開と体系化を試みつつある。1.本研究は、通常光、レーザー光の光化学反応や活性化学種を利用した反応の制御と反応場の構築に関する基礎と、光や活性化学種を制御する装置設計に必要な工学解析を充実させ、将来的に光や活性化学種を用いた新規なプロセスを創成していく上での体系化を行うことを目的として組織した。本年度は以下の4項目を重点項目とし、分担者それぞれが独自の立場で研究を推進し、適当な情報交換を行い、また全体的な体系化を目指した。2.研究の項目は以下の通りである。(1)光と光量子による反応制御と素過程(2)光反応工学基礎(3)ラジカル、イオンによる反応制御と素過程(4)活性化学種反応工学基礎。個々の成果として、(1)では、レーザー合成反応工学の基礎(幸田)、レーザーによるシリコン同位体分離の素過程(武内)、レーザーによる超微粒子活性化機構の解明とその薄膜創製への応用(北本)に関して、レーザー光の特徴を生かす過程の解明が進んだ。(2)では、遠紫外線照射による超純水循環利用プロセスシステムの基礎(菅原)、不均一反応系における光吸収速度の推算・評価方法(横田)、難分解性物質を含む排水の光触媒による処理プロセス及び薄膜状半導体触媒(中野)、紫外線照射による廃フロンの再資源化(西海)に関して、見るべき成果が上げられた。(3)では、流体中のパルス放電による各種ラジカルの生成とその反応過程(佐藤)、負イオンによる大気汚染物質除去機構の解明(田門)、CVD製膜装置内での酸素ラジカル反応による微粒子発生(足立)、イオン誘発核生成による大気汚染ガスの微粒子転換(奥山)に関して、基礎過程の検討が進んだ。さらに(4)では、高効率ラジカル反応装置の設計手法と開発(定方)に関する新規な展開がはかられた。平成9年9月に全体会議を行い、また個々の成果を第1年度の成果と合わせてまとめた。
「取調べの録音・録画制度」における取調べ映像の利用範囲の拡大可能性

本研究は、2016年の改正によって、2019年6月に導入される身柄拘束中の被疑者に対する「取調べの録音・録画制度」の下で作成される映像について、その利用範囲の拡大可能性を検証することを目的とする。そのために、1まず、電磁的記録である取調べ映像が、改ざんなどのない真正に作成されたものであることを保証する方策を明らかにする。2次に、今回の改正では、取調べ映像は、被疑者の供述調書について、被疑者が取調べ中、不当な強制を受けることなく供述したかどうかを証明するためにのみ利用されることが想定されているが、被疑者の供述調書に代えて取調べ映像を利用することの是非と、その要件を明らかにする。本研究は、2016年公布の「刑事訴訟法等の一部を改正する法律」によって、2019年6月に導入される身柄拘束中の被疑者に対する「取調べの録音・録画制度」の下で作成される映像について、その利用範囲の拡大可能性を検証することを目的とする。そのために、まず、アメリカ法との比較法的考察により、電磁的記録である取調べ映像が、改ざんなどのない真正に作成されたものであることを保証する方策を明らかにするべく、電磁的記録の真正性の保証について既に議論がなされているアメリカ法との比較法的考察を行った。アメリカ合衆国では、電磁的記録の潜在的な危険性を意識した議論がなされており、このようなアメリカ合衆国の議論を参照することは、電磁的記録の真正性の保証について議論の乏しいわが国において有益な示唆を与えるものである。この分析により、電磁的記録である取調べ映像が、改ざんなどのない真正に作成されたものであることを保証する方策を模索し、わが国への受容可能性を探っているところである。分析にあたっては、図書を購入し、あるいは図書館及びオンラインデータベースを用いて資料収集を行い、適宜、証拠法に関する最新の知見を得るために、関連する国内外の学会又は研究会へ参加した。取調べ映像の真正性を保証する方策に関する研究として、電磁的記録の真正性の保証について既に議論がなされているアメリカ法との比較法的考察を行った。特に、図書を購入し、あるいは図書館及びオンラインデータベースを用いて、電磁的記録について、どのような要件の下で証拠能力が認められるべきであると考えられているか、アメリカ合衆国の議論状況を把握した。また、アメリカ犯罪学会や、電磁的記録が証拠となることの多いサイバー犯罪に関する国内の学会又は研究会に参加し、証拠法に関する最新の知見を得た。今後、これらの研究成果をもとに、電磁的記録である取調べ映像が、改ざんなどのない真正に作成されたものであることを保証する方策を模索し、わが国への受容可能性を探る論文を執筆する予定である。昨年度に引き続き、取調べ映像の真正性を保証する方策について研究を進める。その成果を前提として、早くから「取調べの録音・録画制度」が導入されているオーストラリアの運用状況について、録音・録画の方法や取調べ映像の編集が、裁判官や裁判員に与える影響や、実際に取調べ映像を利用する法曹三者の間における対応や懸念もふまえながら、聞き取り調査や資料収集を実施する。この分析により、わが国でも同様に取調べ映像を利用しようとする場合に生じ得る問題や、その解決策について示唆を得ることができると考える。これらの分析にあたっては、図書を購入し、あるいは図書館及びオンラインデータベースを用いて資料収集を行い、適宜、証拠法に関する最新の知見を得るために、関連する国内外の学会又は研究会へ参加する予定である。その成果は中央大学の紀要に寄稿する。

取調べ映像の真正性を保証する方策に関する研究として、電磁的記録の真正性の保証について既に議論がなされているアメリカ法との比較法的考察を行った。特に、図書を購入し、あるいは図書館及びオンラインデータベースを用いて、電磁的記録について、どのような要件の下で証拠能力が認められるべきであると考えられているか、アメリカ合衆国の議論状況を把握した。また、アメリカ犯罪学会や、電磁的記録が証拠となることの多いサイバー犯罪に関する国内の学会又は研究会に参加し、証拠法に関する最新の知見を得た。今後、これらの研究成果をもとに、電磁的記録である取調べ映像が、改ざんなどのない真正に作成されたものであることを保証する方策を模索し、わが国への受容可能性を探る論文を執筆する予定である。昨年度に引き続き、取調べ映像の真正性を保証する方策について研究を進める。その成果を前提として、早くから「取調べの録音・録画制度」が導入されているオーストラリアの運用状況について、録音・録画の方法や取調べ映像の編集が、裁判官や裁判員に与える影響や、実際に取調べ映像を利用する法曹三者の間における対応や懸念もふまえながら、聞き取り調査や資料収集を実施する。この分析により、わが国でも同様に取調べ映像を利用しようとする場合に生じ得る問題や、その解決策について示唆を得ることができると考える。これらの分析にあたっては、図書を購入し、あるいは図書館及びオンラインデータベースを用いて資料収集を行い、適宜、証拠法に関する最新の知見を得るために、関連する国内外の学会又は研究会へ参加する予定である。その成果は中央大学の紀要に寄稿する。
第一原理分子動力学計算による3価および4価アクチノイドイオンの水和構造解明

第一原理計算により求めた4価アクチノイドイオンのポテンシャルを用いて、分子動力学計算を行った。MD計算にはAMBER6.0プログラムを用いた。[Th(H_2O)_9]^<4+>と[Th(H_2O)_<10>]^<4+>の電荷の計算にはESP法を用いた。Thと第一水和圏の水分子のHのLJパラメータは0とし、第一水和圏の水分子のOのLJパラメータはR_<o_I>^*=2.0Åandε_<o_I>=0.08kcal/molとした。MD計算の際に、溶質(ここでは[Th(H_2O)_9]^<4+>か[Th(H_2O)_<10>]^<4+>)の位置を固定しておこなった。周期境界条件を用い、0.2フェムト秒きざみで1atmの条件で1500ピコ秒のMDシミュレーションを行った。[Th(H_2O)_9]^<4+>では、Cl^-濃度が0.39Mから4.57Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から5.6にと増加し、また配位するOの数も15.7へと減少する。[Th(H_2O)_<10>]^<4+>では、Cl^-濃度が0.32Mから5.00Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から3.9にと増加し、また配位するOの数も16.7へと減少する。このことから、Cl^-濃度が高くなると、Cl^-分子が水分子と置き換わり、しかし全体の配位数はほぼ変わらないものと考えられる。第二水和圏の配位数は1921の値を取るものと考えられる。温度の効果についても調べた。50°Cおよび75°Cについて、シミュレーションを行った。その結果、温度が上昇すると、配位数が減少する傾向が明確に見られた。さらには、温度が高い条件では、Cl-濃度が低いうちでもCl-が第二水和圏に入り込むことが明らかにされた。4価トリウムイオンのような高い電荷を有するイオンにおいては、第一水和圏の水分子と強く分極を起こす。しかし分極の効果を定量的に取り込んで分子動力学(MD)計算を行うのは容易ではない。本研究では、「水和イオンモデル」を用いて、Th^<4+>イオンのMD計算を行った。このモデルでは、Th^<4+>イオンの代わりに[Th(H_2O)_9]^<4+>をカチオンとして取り扱う。本研究では、第二水和圏の水分子の数、水和水交換メカニズム、および水分子の交換速度定数などを調べた。さらに、それらに及ぼすCl^-濃度や温度の影響を調べた。[Th(H_2O)_9]^<4+>の電荷の計算にはESP法を用いた。Thと第一水和圏の水分子のHのLJパラメータは0とし、第一水和圏の水分子の0のLJパラメータはフィッティングにより決めた。MD計算の際に、溶質(ここでは[Th(H_2O)_9]^<4+>)の位置を固定しておこなった。周期境界条件を用い、0.2fsきざみで1atmの条件で1500psのMDシミュレーションを行った。いくつかの異なるCl^-濃度、および異なる温度でのMDシミュレーションを行った。Cl^-濃農が0.39Mから4.57Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から5.6にと増加し、また配位する0の数も15.7へと減少する。さらには、温度が高い条件では、Cl^-濃度が低いうちでもCl^-が第二水和圏に入り込むことが明らかにされた。

[Th(H_2O)_9]^<4+>では、Cl^-濃度が0.39Mから4.57Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から5.6にと増加し、また配位するOの数も15.7へと減少する。[Th(H_2O)_<10>]^<4+>では、Cl^-濃度が0.32Mから5.00Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から3.9にと増加し、また配位するOの数も16.7へと減少する。このことから、Cl^-濃度が高くなると、Cl^-分子が水分子と置き換わり、しかし全体の配位数はほぼ変わらないものと考えられる。第二水和圏の配位数は1921の値を取るものと考えられる。温度の効果についても調べた。50°Cおよび75°Cについて、シミュレーションを行った。その結果、温度が上昇すると、配位数が減少する傾向が明確に見られた。さらには、温度が高い条件では、Cl-濃度が低いうちでもCl-が第二水和圏に入り込むことが明らかにされた。
加圧下における蛋白質分子内部芳香環反転運動の解析

蛋白質のフェニルアラニン、チロシン残基芳香環は原子が細密充填した分子内部においてもCベータ-Cガンマ軸周りに反転しており、同反転は蛋白質の大きな構造揺らぎ(large amplitude breathing motion)に伴う分子内の間隙(Cavity)生成に依存する。本課題では、加圧状態における蛋白質中の芳香環反転速度をSAIL(立体整列同位体標識)-NMR法を利用して精密に測定し、反転速度の圧力依存性から構造揺らぎにより生じる間隙の大きさ(活性化体積)を見積もった。本成果は、これまで知見が全くなかった蛋白質の大きな構造揺らぎの研究の礎となると期待される。蛋白質のフェニルアラニン、チロシン残基芳香環は原子が細密充填した分子内部においてもCベーターCガンマ軸周りに反転しており、同反転は蛋白質の大きな構造揺らぎ(large amplitude breathing motion)に伴う分子内の間隙(Cavity)生成に依存する。本課題では、加圧状態における蛋白質中の芳香環反転速度をSAIL(立体整列同位体標識)-NMR法を利用して精密に測定し、反転速度の圧力依存性から構造揺らぎにより生じる間隙の大きさ(活性化体積)を見積もることを目標としている。本年度は、ウシ膵臓由来トリプシン阻害剤(BPTI)蛋白質を対象とし、SAILフェニルアラニン・チロシンにより選択標識した試料に1-2500気圧の圧力範位で加圧しNMR交換(EXSY)実験を行い同蛋白質中の芳香環反転速度を測定した。同蛋白質は、4残基のPhe残基と4残基のTyr残基を含む。このうち、分子内部に位置するTyr23, Tyr35とPhe45は常圧でもその芳香環反転速度が比較的遅く、低温にすると環の軸に対して対照の一にあるデルタ、イプシロンのシグナルが分離観測される。EXSY実験により加圧下でも精密に芳香環反転速度を解析することができた。その結果、見積もられた値はこれまで報告されていた値と比較して20オングストロームキューブほど小さく見積もられた。芳香環の活性化体積は、蛋白質が活性化状態に移行する際に増加する体積なので本解析の結果は、蛋白質が溶液中において細密充填から少し緩んだ構造をとり、環まわりには溶液状ににおいて既にある程度空間が確保されていることが示唆される。本年度はタンパク質の過渡的構造揺らぎを捉える新たな手段として低温高圧NMR実験体制を確立した。昨年度までの研究を通じて、高圧条件にすることで、タンパク質の過渡的構造揺らぎが抑えられることが、BPTIタンパク質に対して実証された。そのような揺らぎの拘束は、SAIL技術を利用してタンパク質内部の芳香環反転運動の変化を調べることで、実証されている。しかしながら、解決すべき問題点として、反転速度の低下が不十分なため、反転が完全に止まった際の化学シフト差のパラメーター情報を得る事が出来ず、定量的な解釈が出来ない状況にあった。今回、新しい試みとして、圧力に加えて温度を低下させる低温高圧NMR実験に着手した。常圧下では、水は0度以下では凝固してしまうため、タンパク質の活性は失われてしまう。しかし、2000気圧程度の加圧下では、水の凝固点をさらに低温側にシフトすることが可能となり、0度以下でありながら溶液状態のまま解析する事が可能となる事が期待される。今回ー20度、2500気圧の条件下で、BPTIタンパク質に含まれる4残基のフェニルアラニン、チロシン残基の反転運動を観測した結果、ほぼすべての残基の芳香環シグナルについて、反転速度が化学シフト差と同等スケールあるいはそれ以下に抑えらえることを示す線形変化を捉える事が出来た。本課題はBPTI蛋白質内部のフェニルアラニン、チロシン残基側鎖芳香環の反転における活性化体積を見積もる事を主目的とする。前年度までにBPTI中に含まれNMR時間分解能と比べて反転速度が遅く芳香環回転軸に対して対称な位置にある1位と2位の水素、あるいは炭素信号が常温、常圧において分離観測されるTyr23, Tyr35, Phe45の3残基の芳香環について、反転に伴う活性化体積を見積もる事を達成した。一方で比較的反転速度が速くNMRの反転速度解析が難しい他の芳香環残基への展開が出来ない状況であった。最終年度は、この測定法の限界に挑むため、低温高圧条件下でのNMR解析法の開発に取り組んだ。900 MHz高磁場マシンにおいて、DEADALUS社製の高圧セルを用いて2500気圧にてSAILアミノ酸により標識されたBPTI試料の測定を実施した。同加圧条件下においては、水の凝固点がー20度ほど低下するため、蛋白質の揺らぎを大きく抑える事が出来る。この結果、BPTI試料においては、同蛋白質に含まれる8残基のPhe, Tyr側鎖芳香環のデルタ、あるいはイプシロン位の信号の線形が変化しその線形に基づく解析、あるいは交換実験が可能な程度となってきた。この成果は、従来解析対象がごく少数の蛋白質に含まれるPhe, Tyr側鎖芳香環に限定されず幅広い蛋白質に解析対象を拡張する事が可能となる事を示す重要な成果となる。即ち、SAIL法による芳香環の反転速度の解析により適用可能な蛋白質の分子量限界を大きく拡張するのに加えて、低温高圧実験を組み合わさる事で従来検出手段がなかった蛋白質の大きな構造揺らぎを捉える事が可能となる事が期待される。