hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
基本転写因子TFIIDのサブユニット中に存在するTBP機能阻害活性の生理的意義

基本転写因子TFIIDは転写開始前複合体のアッセンブリーに際して核となる分子であり、転写調節因子から受け取った信号を転写量の増減へ変換するうえで中心的な役割を果たす。本研究では転写調節の基本的分子機構を理解するため、TFIIDサブユニット(TAF)の機能について解析し、いくつかの新しい知見を得た。1.ショウジョウバエdTAF230/出芽酵母yTAF145はそのN末端側約70アミノ酸残基から成る領域にTBP機能阻害活性を有する。またこの活性領域(TAND;TAF N-terminal domain)は機能的に異なる二個の小サブドメイン(TANDI,TANDII)に分割されるが、TANDIと酸性型の転写活性化ドメイン(AD)はいくつかのアッセイ系において互いに交換可能(機能的に等価)である。一方、転写活性化において重要な役割を果たすとされる基本転写因子TFIIAは、TBPとの結合においてTANDIIに対して競合的に作用する。他のグループによるこれまでの知見も考え合わせて、新たにTFIIDの異性化モデル(ハンドオフモデル)を提唱した。本研究では転写調節の基本的分子機構を理解するため、TFIIDサブユニットの機能について解析し、いくつかの新しい知見を見た。出芽酵母TFIIDサブユニットyTAF145のN端に存在する6-96番のアミノ酸から成る領域(yTAF145N)は、単独でTBPに強固に結合しその機能を阻害する。またこの活性領域はさらに二個の機能的な小サブドメイン(N端側から順にyI,yIIと呼ぶ)に分割することができる。一次構造上種間で保存されているのはサブドメンII(yII)のみであり、yIIは転写活性化に必須の基本転写因子TFIIAと競合的にTBPと結合する。また興味深いことに保存性の低いサブドメインI(yI)は多くの点で転写活性化ドメインと類似していた。TBPとの結合、温度感受性の回復、酵母細胞内における転写活性化、いずれのアッセイ系においても両者は等価であり、導入した全ての点変異について両活性(yIとしての活性と転写活性化ドメインとしての活性)は相関していた。以上の結果は少なくとも一部の転写活性化は当該TAFのN端を介して行なわれていることを強く示唆する。またショウジョウバエの対応するサブドメインとのキメラタンパク質を酵母細胞内で発現させたところ、N末端から部分的に分解されることが明らかとなった。この蛋白質分解の有無は一次構造そのものではなく、TBPとの結合性に依存していたことから、TAFのN端とTBPの相互作用は酵母細胞内において高度に制御されているものと考えられる。ショウジョウバエdTAF230/出芽酵母yTAF145はそのN末端側約70アミノ酸残基から成る領域にTBP機能阻害活性を有する。一方、転写活性化において重要な役割を果たすとされる基本転写囚子TFIIAは、TBPとの結合においてTANDIIに対して競合的に作用する。yTAF145のTANDI,II(yTANDI,II)をdTANDI,IIで置換したキメラ型TAF蛋白質は、出芽酵母細胞内に33いて選択的な蛋白質分解を受ける。今回HA tagをN,C末端に付加することによって、この蛋白質分解がN末端側のキメラ型TANDを除去するために働いていることを明らかにした。さらに点変異体あるいはTAND重複型変異体を用いた実験から、AD,TFIIAによるTANDI,IIの逐次的な置換の阻害が蛋白質分解を誘起することが示唆された。また興味深いことにTANDはyTAF145分子のC末端側に移しでもautonomousに機能するが、キメラ型TANDをC末端側に移した場合には蛋白質分解は起こらなかった。すなわちTANDの除去は特異的なプロテアーゼによる生理的な反応が顕在化したものと考えられる。

またTAND欠失型yTAF_<II>145遺伝子に対して合成致死性を示す遺伝子のスクリーニングを行ったところ、TFIID,SAGAの構成成分であるTBP,TAF61及び機能未知のORFの点変異体が単離された。
加齢に伴う翻訳後異常修飾蛋白蓄積の相互作用に関する臨床・実験神経病理学的研究

高齢者の変性型老化性変化の重複沈着の機構を明らかにする目的で、東京都老人医療センター連続開頭剖検例から文書同意を得た、高齢者ブレインバンク(BBAR)登録例に網羅的に、H.E.、KB.染色を通常とし、Gallyas-Braak・Methenamine鍍銀染色に、抗アミロイドβ蛋白(Aβ)(11-24)、リン酸化タウ(AT8)、リン酸化αシヌクレイン(psyn#64)、ユビキチン抗体で免疫染色を行う、BBARプロトコール(www.mci.gr.jp/BrainBank/)に基づき検討した。DNAが保存された1,628例中、老人班(SP)ステージ0-C、神経原線維変化(NFT)ステージI-VIに分類したところ、分散傾向が見られたが、NFT新皮質ステージには、Braak Stage Cが6例の例外を除き要求されることで、アミロイド仮説は新皮質では成立することが明らかとなった。一方、レビー小体型認知症(DLB)コンセンサスガイドライン(1996)に従ったレビースコアと、認知症・パーキンソン症状の有無で分類した、BBARステージ分類I-Vで同一集団を解析したところ、レビースコア新皮質ステージとSPステージCが相関することが明らかとなった。我々が提唱している嗜銀顆粒ステージ分類では、SP、NFTとも相関はみられなかった。一方、末梢自律神経系へのレビー小体病理の進展には、SP Stage C、NFT Stage IV以上が有意の負の相関をとることが明らかとなった。さらに、嗅球のレビー小体病理には、NFT Stageが有意ではないが正の影響を当てることが明らかとなった。以上の点より、新皮質では、タウ、シヌクレインの沈着はAβに影響を受け、辺縁系ではタウとシヌクレインが相互に影響し合い、シヌクレインの末梢への沈着は、アルツハイマー変化が抑制することが明らかとなった。ヒト中枢神経系の加齢に伴う翻訳後異常修飾蛋白蓄積である、アミロイドベータ蛋白(Aβ)沈着による老人斑とアミロイドアンギオパチー、リン酸化タウ蛋白(pτ)沈着による神経原線維変化(NFT)と嗜銀顆粒(AG)、リン酸化アルファシヌクレイン(psyn)沈着によるLewy小体(LB)について、高齢者ブレインバンク内DNA保存1597例を対象に検討した。今年度は、4repeatR(R)tauopathyである進行性核上性麻痺(PSP)、皮質基底核変性症(CBD)、AG性認知症(AGD)、3R tauopathyであるPick病、3+4R tauopathyであるアルツハイマー病(AD)と、NFT優位型認知症(NFTD)のそれぞれとLB病(LBD)の合併頻度を検討した。PSPとLBDの合併はPSPの20%に認められ、背景の23.4%と差はなかった。CBDとLBDの合併は25%、AGDとLBDの合併も25.5%で、背景と差はなかった。Pick病LBDの合併は認められなかった。ADとLBDの合併は35.3%に認められ、うち扁桃核亜型は5.9%であり、背景と有意差を持ち高頻度であった。石灰沈着を伴うNFTDに伴うLBDは、全例に合併し、LBD皮質型を満たした。グアムパーキンソン病認知症複合体においては、LBD扁桃核亜型の合併を全例にみた。NFTDとLBDの合併は22.3%と背景と差はなかった。以上、4R tauopathy、3R tuopathyとLBDとの相乗効果は、頻度上は明瞭でなかった。

一方3+4R tauopathyとLBDは、Aβを介さなくても特殊型の場合は相乗作用を持つことが確認された。Niemann-Pick type C mutantとApoEe4 knock inのdouble homozygoteについては、現在サンプル数を増やし検討中である。本年度、臨床病理学的には、中枢神経系のタウ、アミロイドβ蛋白、αシヌクレインの沈着の程度と、唯一末梢自律神経系に沈着することが確認されている、αシヌクレイン沈着の末梢進展との関連を、2001年以降の連続剖検例569例で検討した。末梢へのαシヌクレイン沈着の指標として、発生学的に交感神経節と相同臓器である副腎を用いた。まず、末梢自律神経系の代表とされる交感神経節と、副腎へのLewy小体関連αシヌクレイン沈着の程度を評価したところ、中枢神経系において黒質に変性を伴う場合、交感神経節とほぼ同等であることが明らかとなった。さらに、パーキンソン病では認知症の有無に関わらず副腎へのαシヌクレイン沈着を認めるのに対し、レヴィー小体型認知症の場合、中枢のアルツハイマー病変化、嗜銀顆粒変化が強いと、副腎に沈着を認めない症例が1/3程度存在することが明らかとなった。また、扁桃核に最も強調されたαシヌクレイン発現を認めるいわゆる扁桃核亜型では、副腎は全て陰性になることも明らかになった。これらは、Lewy小体関連αシヌクレイノパチーは、単独では末梢自律神経系と中枢神経系をともに侵すのが原則だが、他のタウ、アミロイドβ蛋白病変により明らかに中枢に強調した分布を示す、相互作用が明らかとなった(Ikemura etal : Analysis of the adrenal gland is useful forevaluating pathology of the peripheral autonomic nervoussystem in Lewybodydisease. J.Neuropath Exp Neurol 2007; 66: 354-362)。(730字)ヒト中枢神経系の加齢に伴う翻訳後異常修飾蛋白蓄積は、アミロイドベータ蛋白(Aβ)沈着による老人斑(SP)とアミロイドアンギオパチー、リン酸化タウ蛋白(pτ)沈着による神経原線維変化(NFT)と嗜銀顆粒、リン酸化アルファシヌクレイン(psyn)沈着によるLewy小体がその代表である。本研究では、Aβ沈着がpτの沈着(タウオパチー)を誘導するというアミロイド仮説(amyloid cascading hypothesis)がアルツハイマー病(AD)の新皮質で成立することを確認した。すなわち、連続剖検1600例について、BrakらのSP-NFTステージ分類を施し、NFT Stage V/VIの症例は、特殊例の2例をのぞき、全てSP Stage Cであった。また、psyn沈着が、新皮質のみならず嗅球においても、Aβの沈着に影響を受けることを明らかにした。また、辺縁系においてはpτの影響を受けることを、同一細胞内の沈着を示すことで明らかにした。これは部位としてこれまで報告されていた、扁桃核・嗅内野・海馬CA2-3以外に嗅球前嗅核で新たに証明した。また疾患として多系統萎縮症においても明らかにした。さらにこの共存は、3+4repeat tauopathyでないと起きないことも明らかにした。
バリアフリー法に基づく路面評価のための高精度な三次元計測システムの開発

歩道空間において,車椅子などの移動の妨げとなっている場所やその度合いを定期的にかつ定量的に判断する必要がある.そこで,小型の移動ロボットにセンサを搭載し,修繕が必要な箇所を自動識別する手法について研究した.具体的には,まず,路面の凹凸を計測するレーザセンサの姿勢を維持させる機構を開発し,使用条件にかかわらず高精度で路面を計測できる手法を提案した.また,凹凸が検出された場所であっても,雑草や減速帯は修繕箇所ではないため,これらを深層学習で識別するとともに,複数の識別結果を総合的に判断することで識別率を向上させた.また,実証実験により,これらの手法の有効性を確認した.バリアフリー化を効率よく実現するために,移動の妨げとなっている場所や度合いを調査し,優先的に整備すべき場所を特定する必要がある.このような背景から,本研究では,車いすなどに搭載できる高精度な三次元計測装置を開発し,移動しながらバリアフリー法の基準を満たしているか否かをリアルタイムで評価するシステムの構築を目指している.研究の初年度である平成27年度は,研究実施計画通り,移動台車と三次元計測装置の作製を行った.具体的には,まず,車いすと同じ車輪間隔を持つ移動台車を作製し,そこに車輪の回転数を計測するエンコーダと角速度を算出するジャイロを搭載し,移動台車の位置を計測できるようにした.この移動台車に,走行路面を計測する測域センサを搭載することで三次元地図が作製できるが,ここで作られる地図は移動台車を基準とした情報である.言い換えれば,地面の凹凸によって移動台車そのものが傾斜すると測域センサも傾斜するため,水平な路面が傾斜したろめんとして計測され,誤った判定をしてしまう.そこで,移動台車に搭載した計測装置を,三軸重力加速度センサに基づいて常に水平を保つように制御することで,移動台車の姿勢に関わらず路面を計測できるシステムを開発した.この水平維持は,計測とは別に独立かつ高速に行われるため,今後開発する段差・傾斜判定などの計算負荷に影響されない利点がある.また,計測した傾斜角の情報に基づいてソフト的に水平補正する手法に比べて,路面の計測密度を均一に計測できることを確認した.これは,次年度以降の研究である段差・傾斜判定の高精度化に有用といえる.これら製作したシステムを用いて,大学構内の路面や車いす利用者用スロープで基礎的な実験を行った.現段階では,詳細な解析ができていないものの,解決すべき問題が明確となり,今後の推進方策を決めることができた.当初の研究実施計画通り,移動台車と三次元計測装置を製作し,大学構内の路面や車いす利用者用スロープで基礎的な実験を行うことができたことから,おおむね順調に遂行できているといえる.なお,当初は,路面計測用の測域センサと,移動台車に搭載したジャイロ・エンコーダ・傾斜センサの計測時刻のズレについて検討していたが,移動台車の速度が遅いため,特に問題にならなかった.一方,計測結果を三次元的に表示させたところ,振動の影響があること,草や落ち葉などの影響があることが分かった.本研究では,バリアフリー法を満たしていない場所や度合いを効率よく調査するための装置および手法の提案を目指している.具体的には,車いすなどに搭載できる高精度な三次元計測装置を開発し,移動しながらバリアフリー法の基準を満たしているか否かをリアルタイムで評価するシステムの構築を目指している.平成27年度に製作した三次元計測装置は,路面の凹凸によって移動台車が傾いた状態でも,常にレーザセンサの姿勢を水平に保ちつつ計測できる装置である.この装置を用いて検証を行ったところ,ソフト的に傾きを補正する場合と比べて路面の計測密度の粗密が少なく,計測漏れが少ないことを確認した.平成28年度は路面の解析から開始しようとしたが,予定していた精度での計測ができていないことが判明した.その理由を考察したところ,センサが小さく振動していること,また,その振動の中心がセンサの位置から離れていることが分かった.そこで,今年度は,その振動を軽減するための水平維持機構の改良を行った.また,改良した三次元計測装置を用いて,路面計測を行った.本研究では,路面を格子状にグリッド化し,そのグリッドに入った計測点の変動係数を算出して判定することとした.これにより,30mm程度の凹凸(段差やポットホール)を判別できることを確認した.バリアフリー法では20mmを目安としているため,本研究で開発したセンサよりも高精度な計測が求められる.このためロボットに加速度センサを搭載し,その振動を計測することで凹凸を判定することとした.この計測手法は,移動体の車輪のある場所に限られるものの,5mm程度の段差でも検出できることを確認した.平成28年度は,センサの振動を軽減するための水平維持機構の改良から始めた.具体的には,センサのレーザ光が入出力される位置を中心に回転できる機構に変更し,また,RCサーボモータのCompliance MarginやPunchを調整することで振動を軽減させた.次に,改良した水平維持機構を用いて三次元路面計測を行った.バリアフリー法では,絶対高さ(標高)は重要ではなく,凹凸や段差といった高さの変化量が重要となる.理論的には微分を取ればよいが,計測誤差が存在すること,また,進行方向の段差を見落とす可能性がある.そこで本研究では,路面を格子状にグリッド化し,そのグリッドに入った計測点の変動係数を算出した.これにより,30mm程度の凹凸(段差やポットホール)を判別できることを確認した.さらに,小さな凹凸を検出するため,ロボットに加速度センサを搭載し,その振動を計測することで凹凸を判定することとした.

この計測手法は,移動体の車輪のある場所に限られるものの,5mm程度の段差でも検出できることを確認した.水平維持機構の改良に若干の時間が取られたこともあり,やや遅れ気味ではある.今後は研究ペースを上げていきたい.各自治体によって歩行空間のバリアフリー化が進められているが,移動の妨げとなっている場所やその度合いを定期的かつ定量的に計測する必要がある.そこで,小型の移動ロボットにセンサを搭載し,修繕が必要な箇所を自動識別し利用者に提示する手法について研究している.なお,本研究では,路面の隆起や穴などの凹凸を修繕対象としているが,検出した凹凸すべてを単純に修繕箇所と判断する手法では,修繕不要な減速帯や縁石,雑草なども修繕箇所としてしまう問題がある.そこで,本年度は,ロボットに搭載したレーザセンサで路面を三次元的に計測し,それを深層学習の一つであるConvolutional Neural Network(CNN)で修繕対象の2カテゴリとそれ以外の6カテゴリに分けて学習させた.ここで,立体の物体識別をするCNNも存在するが,認識精度は十分でない.そこで,三次元情報を,斜め上から見た「斜透視図法」,製図で用いる「第三角法」といった二次元画像に落とし込み,一般的なCNNで学習させた.また,本研究で用いているレーザセンサは,距離計測だけでなく,対象から反射して戻ってきた光の強さである受光強度の情報も得られることから,この情報を二次元画像に投影した画像についてもCNNで学習させた.その結果,それぞれの画像において概ね良好な結果が得られたが,その一方で識別対象に対する得手不得手があることが分かった.そこで,どれか一つを選ぶのではなく,それぞれの認識結果をComplement Naive Bayes (CNB)によって総合的に判断させる手法を適用した.これにより,どれか一つの手法を適用するよりも認識率が向上することを確認した.また,実証実験により,提案手法の有効性を確認した.歩道空間において,車椅子などの移動の妨げとなっている場所やその度合いを定期的にかつ定量的に判断する必要がある.そこで,小型の移動ロボットにセンサを搭載し,修繕が必要な箇所を自動識別する手法について研究した.具体的には,まず,路面の凹凸を計測するレーザセンサの姿勢を維持させる機構を開発し,使用条件にかかわらず高精度で路面を計測できる手法を提案した.また,凹凸が検出された場所であっても,雑草や減速帯は修繕箇所ではないため,これらを深層学習で識別するとともに,複数の識別結果を総合的に判断することで識別率を向上させた.また,実証実験により,これらの手法の有効性を確認した.平成27年度の基礎実験を通して分かった問題として,まず振動の影響である.この問題に対処するため,振動しにくくするために移動台車にサスペンションを組み込み,比較的,周波数の高い振動をハード的に取り除く予定である.また,周波数の低い振動については,三次元重力加速度センサによってソフト的に取り除くことを検討している.次に,草などの影響である.
新第三紀中新世の広域的塩基性マグマの岩石学

新第三紀中新世の塩基性火山活動の具体例として足尾山地南東縁地域をとりあげて、野外の分布状況、鏡下での岩石学的特徴、総化学組成、微量元素組成を決定した。足尾山地南東縁地域には中・古生層の堆積岩類を基盤として、幅約3km、南北約30kmの帯状に中新世の溶岩、ハイアロクラスタイト、自破砕溶岩が分布し、その分布量はこの順に多い。岩質はカンラン石玄武岩、普通輝石カンラン石玄武岩、カンラン石普通輝石玄武岩、輝石安山岩、及び角内石安山岩で、一般に足尾山地よりでマフィックの岩質となっている。カンラン石玄武岩はカンラン石斑晶が10vol.%と比較的アフィリックであるが、輝石玄武岩では斑晶含量60%と斑晶質である。輝石安山岩では斑晶含量65%(そのうち斜長石斑晶が30%)と斑晶質のものと、斑晶含量が10%とラフィリックのものがある。総化学組成は湿式法とXRF法とにより決定したが、その組成範囲はSiO_2含量が5058wt%で、MgOが102%、アルカリ含量が26.5%である。カンラン石玄武岩のみがノルムでカンラン石を含み、他はすべてノルム石英を含む、微量元素は放射化分析法いより定量した。微量元素組成をMORBの規格化パターンでみると、LILEに富み、HFSEに不足する傾向がみられ、カンラン石玄武岩、輝石玄武岩、輝石安山岩につれて全体的にエンリッチ化の傾向がみられる。同様な岩質をもつ霊山地域のそれと比較すると、足尾山地下山岩で未分化なものでややMgOに乏しい傾向がある。微量元素組成ではCiO_2の増加とともにNiやCrの急激な減少とRbやCeの増加など同様の傾向もみられるが、Srでの正異常の程度が低め、NbやZrで免異常の程度がやや低めなどの差異がみられる。これらの岩石学的特徴から、足尾山地南東縁地域の火山岩類を形成したマグマは霊山地域のそれとはやや異なった場にあったと推定される。
新規収斂的ワンポットペプチド連結法による糖タンパク質の迅速合成と結晶構造解析

本年度は昨年度までの成果で見出した、ペプチド-ピバロイルグアニジン(PivGu)体を鍵とする拡張型速度論的ネイティブケミカルライゲーション(NCL)を利用し、本研究課題の主眼であるタンパク質の収斂的ワンポット合成法の検討を行った。まず、2年目までの成果に基づき、166残基から成るエリスロポエチン(EPO)全長ペプチド鎖を、6つのセグメント(N末端側よりseg16,それぞれ29、20、18、30、30、39残基)に分割し、このうちseg1-3、およびseg4-6を拡張型速度論的NCLによるワンポットでの連結を行った。続いて、得られたseg1-3(67残基)、seg4-6 (99残基)を、精製することなく混ぜ合わせる収斂的ワンポット連結反応を検討した。しかし、種々検討したところ、この反応系ではEPO全長鎖を効率よく生成することは困難であった。この主たる原因は、seg4-6のN末端Cys残基のもつアセタール保護の除去が問題であることが明らかとなった。そこで、seg4-6の合成と保護基の除去後精製を行い単品のseg4-6を得た後、未精製のseg1-3とのワンポット連結反応を行った。この結果、目的とする166アミノ酸からなるEPO全長鎖の構築に成功した(論文準備中)。また本研究の過程で、拡張型速度論的NCLにより化学合成ペプチドと小型タンパク質のもつそれぞれのN末端とC末端を相互に連結し、環状たんぱく質構造を構築できることを見出した。これにより、非天然型ペプチドを自在に土台たんぱく質に組み込むことが可能であり、新しい機能性タンパク質デザインへの利用が期待される(論文準備中)。以上より本研究で確立した拡張型速度論的NCLを鍵反応とすることで、150残基以上の天然型のタンパク質構造とともに、非天然型の環状タンパク質構造をワンポットで生成可能な収斂的合成基盤を確立するに至った。近年、タンパク質の化学合成は、様々なタンパク質誘導体が得られる方法となっている。しかし、現行の化学合成法では、機能性タンパク質の平均的なサイズである、150アミノ酸残基を超えるサイズのタンパク質合成は容易ではなく、標的分子のサイズと、合成スケールには大きな制限がある。本研究では、このようなタンパク質化学合成の根本的な問題を解決するべく、ペプチド連結反応であるネイティブケミカルライゲーション(NCL)反応を、複数別々の容器で実施した後、これらを精製作業なしに連続的に混ぜ合わせることで、一挙に全長ポリペプチド鎖をくみ上げる、収斂的ワンポットペプチド連結法を開発と、糖タンパク質合成への応用および結晶構造解析を目標としている。初年度は、申請計画に基づき、収斂的ワンポットペプチド連結法の中心技術である、位置選択的NCL反応を可能にするi)ペプチドC末端の反応性制御を可能とするペプチドグアニジド体、およびii)ペプチドN末端の適切な保護基の探索を行った。この結果、i)に関しては、申請者が新規に見出したN-ピバロイルグアジン(PivGu)が、ペプチドC末端に縮合した、ペプチド-N-ピバロイルグアニジド(ペプチド-PivGu)体が、NCL反応中には不活性であるとともに、ワンポットで活性な状態であるチオエステル体へと変換できる事を見出した。一方、ii)については、既知の光官能性保護基である4-(dimethylamino)phenacyloxycarbonyl (Mapoc)基(Tetrahedron Lett. 1998, 39, 4987, ChemBioChem 2005, 6, 1983)がペプチド-PivGu体と併用可能である事を見出した。これらの知見を元に、本研究の合成標的である、エリスロポエチンの一部の配列を利用において、位置選択的NCL反応が可能である事を見出した。初年度の目標は、収斂的ワンポットペプチド連結法の中心技術の検討であった。この結果、N-ピバロイルグアニジンを利用することで、NCL反応においてペプチド鎖の反応性の制御が可能であることとともに、さらに既知の光感応性保護基と併用することで、効率的に位置選択的なペプチド連結が可能である事を見出した。以上は、本研究で鍵となる収斂的ワンポットペプチド連結法を実施する上で、基盤となる知見であり、当初の計画通り、引き続きこれらを利用した、収斂的なワンポットペプチド連結の検討をおこなえる状況にある。また、当初の目標では、基盤技術の検討はモデルペプチドを利用する予定であったが、実際には合成標的である、エリスロポエチン(EPO)の一部の配列を利用して検討を行うことができた。今後もこのスタイルを継承し、実際に収斂的なワンポットペプチド連結の検討は、EPOのアミノ酸配列を利用し、その全合成を同時に検討して行く予定である。以上の結果は概ね当初の計画通りであり、予定通り検討が進行しているものといえる。本年度は初年度に見出したペプチド-N-ピバロイルグアニジド(ペプチド-PivGu)体と,ペプチド連結反応であるネイティブケミカルライゲーション(NCL)を利用した,新規なワンポットペプチド連結反応の開発を行った.本検討では,合成標的である糖タンパク質,エリスロポエチン(EPO)のアミノ酸配列を利用した.166残基から成るEPOの全長ペプチド鎖は,6つのセグメント(N末端側よりseg1,2,3,4,5,6)として分割し,これらを原料としてワンポットペプチド連結反応の検討を行った.鍵物質となるペプチド-PivGu

体については,申請者の確立した手法にて合成を行った(Okamoto, Chem. -Eur. J. 2017, 23, 9253.).まずN末端側の3セグメント(seg1,2,3)のワンポット連結反応の検討において,ペプチド-PivGuを利用した拡張型速度論的NCLの開発を行った.速度論的NCLは反応性の良いアリールチオエステルと,反応性の劣るアルキルチオエステルを併用する,既知の2セグメント位置選択的NCL反応である.これに対してさらに反応性の低いペプチド-PivGuを利用することで,3セグメントの位置選択的NCLを実現し,Seg1-Seg3に相当する67残基のペプチド-PivGuの合成に成功した.また得られたペプチドC末端のPivGu部分はチオエステルへと変換可能であり,さらなるNCLへ利用できることも確認された.一方C末端に位置する3セグメント(seg4-6,計99残基)についても,ペプチド-PivGuを利用した効率的なワンポットNCLに成功した.以上よりタンパク質の全長を得るための新規収斂的ワンポットペプチド連結法の基盤をほぼ確立することができた.本年度は,上半期で本研究の鍵となる収斂的なワンポットペプチド連結法の基盤技術を確立し,下半期で,この手法を利用したタンパク質合成の検討を開始する計画となっていた.初年度のモデル実験での検討結果を踏まえ,上半期のはじめに,既知の光官能性保護基である4-(dimethylamino)phenacyloxycarbonyl (Mapoc)基とペプチド-PivGuを併用したワンポットペプチド連結法の検討を行った.これについて実際にEPO合成に必要なセグメントを利用して検討を行ったところ,長鎖のペプチド-PivGu体ではMapoc基除去の際の光照射条件にPivGu部分が不安定であり,再現性良くMapoc基を除去することが困難である事が明らかとなった.そこで,この問題を解決するべく新規に速度論的NCLを拡張した位置選択的ペプチド連結法を確立した.この結果,今年度の実績報告通り,タンパク質の全長を得るための新規収斂的ワンポットペプチド連結法と,これを利用したタンパク質合成について十分に目処をたてることができた.以上より本年度の検討は,計画通り順調にすすめることができており,次年度へとつながる結果が得られたものと考えている.本年度は昨年度までの成果で見出した、ペプチド-ピバロイルグアニジン(PivGu)体を鍵とする拡張型速度論的ネイティブケミカルライゲーション(NCL)を利用し、本研究課題の主眼であるタンパク質の収斂的ワンポット合成法の検討を行った。まず、2年目までの成果に基づき、166残基から成るエリスロポエチン(EPO)全長ペプチド鎖を、6つのセグメント(N末端側よりseg16,それぞれ29、20、18、30、30、39残基)に分割し、このうちseg1-3、およびseg4-6を拡張型速度論的NCLによるワンポットでの連結を行った。続いて、得られたseg1-3(67残基)、seg4-6 (99残基)を、精製することなく混ぜ合わせる収斂的ワンポット連結反応を検討した。しかし、種々検討したところ、この反応系ではEPO全長鎖を効率よく生成することは困難であった。この主たる原因は、seg4-6のN末端Cys残基のもつアセタール保護の除去が問題であることが明らかとなった。そこで、seg4-6の合成と保護基の除去後精製を行い単品のseg4-6を得た後、未精製のseg1-3とのワンポット連結反応を行った。
パラジウム、白金平面四核錯体をベースとする遷移金属多核錯体の構築と二次元機能制御

パラジウム、白金と橋かけケイ素及びゲルマニウム配位子を有する新規平面四核錯体を多数合成した。可逆な過程からなる合成反応は一般性が高く、各種の配位子に対応して錯体を生成することがわかった。平面四核錯体は、ヨウ化銅、ヨウ化銀と反応による異種金属五核錯体の生成、チオールとの反応による鎖状四核錯体や六核錯体の生成などの特徴ある反応性を示した。(1)10族遷移金属であるパラジウム、白金と有機ケイ素、ゲルマニウム配位子とからなる平面四核錯体の生成反応を確立し、反応機構や適応範囲を明らかにした。(2)上記四核錯体の種々の誘導体を合成した。その過程で、鎖状四核、六核構造を有する新規錯体や、これらの錯体への小分子の付加した錯体など新規構造をもつ多数の錯体を得た。(3)合成した錯体の結合や構造について、X線結晶解析やDFT計算を用いて検討し、金属-シリレン(ゲルミレン)結合、金属間結合などによって多核構造が安定化されていることを明らかにした。19年度の研究では、Pd4Si3型の平面四核錯体の合成を、二核シリルパラジウム錯体と0価パラジウム錯体を原料に用いることによって、温和な条件下高い収率でおこなうことに成功した。この反応は、原料錯体の量に対応して収率が顕著に変化し、生成物が熱力学支配によって得られることが明らかになった。類似のゲルマニウムパラジウム錯体を用いた反応においては、ジゲルメンが架橋配位した二核中間体を経由して生成物が得られることが明らかになった。すなわち、平面四核錯体の生成反応は、単核および二核錯体の量論的な反応が逐次進行することによって、生成物を与えることが明らかになった。これらの生成物および中間体化合物については単結晶X線構造解析を用いる結合パラメーターの決定、およびNMRによる配位リン、ケイ素、白金核間の結合定数などを既知のデータと比較し、定量的な解析による結合次数の解釈などをおこなった。その結果、平面内の四つの金属はいずれも0価、d^<10>の電子配置を有し、これが中性のシリレンによって橋かけしていることが明らかになった。20年度以降のより複雑な構造を有する多核錯体の合成と構造解析にむけて、新しい合成法の策定を行なった。銅一価および銀一価のd^<10>電子配置金属錯体を1つの原料として、異種金属混合錯体の合成を試みた。これらの陽イオン性金属種が付加した新しい錯体が生成し、これを還元することによって、平面上の錯体の生成が一部にみとめられた。平成19年度の本研究ではPd4Si3型の平面四核錯体の前駆体となる単核、二核錯体の構造と反応性について新たな成果をあげた。20年度は、これを大きく発展させてパラジウム四核錯対を合成、構造解析するとともに、そのヨウ化銅の付加体の生成について新たな事実を多数集積した。Pd4Si3型の平面四核錯体をX線結晶構造解析によって構造を明らかにし、ここで得た原子座標に基づいてDFT計算による電子配置の検討を行った。その結果、四核構造の安定化に寄与しているいくつかのMOの形状を明らかにした。特に1つの結合性軌道は、配位平面の上下に大きくひろがった形を有しており、平面状のπ電子共役系を形成していることが明らかになった。さらに、一つのPd-Pd結合へヨウ化銅が付加した錯体についてのDFT計算結果を比較したところ、ルイス酸性のヨウ化銅が電子飽和な平面共役系に付加している構造が明確になった。付加によって生成したPd4Si3Cu型の多核錯体についてはX線構造解析、NMRなどにより固体、溶液双方の構造を明らかにし、溶液中ではすみやかに銅が旋回運動をおこしていることを明らかにした。酸化能力を有する有機ジスルフィドを平面四核錯体と反応させたところ、S-S結合が開裂して錯体に付加し、さらに平面構造が配位子の転移によって大きく変化することをみいだした。この反応においては複数の生成物が得られたが、そのすべてをX線結晶構造解析や各種スペクトルにおいて構造決定した。ここでは、O価パラジウムに対するS-S結合の酸化的付加反応がおきたのち、平面構造内で転移反応がおこり、新構造をもつ四核錯体や二核錯体が生成したものと理解される。平成19,20年度の研究では、Pd4Si3型の平面四核錯体の合成とX線構造解析及びDFT計算によるキャラクタリゼーションに成功した。本年度は、配位原子をゲルマニウムとするPd4Ge3型四核錯体の合成とその反応挙動を明らかにする目的で各種の実験研究を行った。ジゲルメン橋かけ配位子を有する二核パラジウム錯体と単核ジゲルミルパラジウム錯体との反応によって、Pd4Ge3型の平面四核錯体を得た。

X線構造解析および各種NMR測定によって前年度までに合成したPd4Si3型錯体と等電子で構造類似の錯体であることが明らかになった。平面四核コアはケイ素、ゲルマニウムの共有結合半径の違いを反映してPd4Ge3型錯体の方が有意に大きいことがわかった。この錯体の各種分子との反応を行った。ジチオールとPd4Ge3型錯体とのヘキサンを分散媒とする不均一系の反応では、原料の錯体は定量的にパラジウム六核錯体へと変化した。生成物のX線構造解析反応によって、ジチオールの一方のS原子がパラジウムとゲルマニウムとに橋かけ結合して安定化し、パラジウムは三核の直線部分がジチオラート架橋配位子によって二量化しているとがわかった。同様な反応を溶解性の高い溶媒中で行うと、反応は短時間で完結するものの、多種類の単核、二核構造パラジウム錯体を生成した。チオールよりも反応性の低いプロトン性化合物であるアルコール、フェノールとPd4Ge3型錯体の反応をおこなった。その結果、フェノールの反応を加温下で行うとフェノールがPd-Pd結合に付加し、多核構造が変化して、四つのパラジウムが鎖状に連結したPd(1)_2Pd(0)_2型錯体が生成した。この反応は本質的に可逆であり、鎖状四核錯体を冷却すると元の錯体を再生する。新しい平面型の含ゲルマニウム多核錯体を合成し、その構造、反応性を明らかにした。平成19-21年度の研究において、シリレン、ゲルミレン橋かけ配位子を用いる四核パラジウム及び白金錯体を合成し、その動的挙動、反応性について明らかにしてきた。本年度の研究では異なる金属を含む平面四核錯体の合成とその機能を検討した。単核のシリル白金(II)錯体とPd(0)ボスフィン錯体との反応を条件制御して行うことによって、3個のパラジウムと1個の白金が平面状に配列した四核錯体が生成することが明らかになった。この場合に平面四核の中心には常に白金が配置していること、反応条件として錯体のモル比と温度が重要であり、これを制御することによって、再現性良く反応が進行した。生成したPd3Ptl型の平面四核錯体は、臭化銅との付加物を安定に形成する、一級シランとの配位子交換を行うことによって、平面四核コアがボスフィン配位子で橋かけしたダンベル型八核錯体へと変化する、など、これまでの研究で見出された同核平面四核錯体と類似の性質を示した。一方では、その反応速度等には金属の違いによる差異を見出すことができ、これらを結合安定性に基づいて比較することを行った。本年度は研究の最終年度にあたるため、これまでに合成した平面四核錯体の構造と結合について理論計算結果を比較し、実験の結果との関連を検討することによって、研究の総括を行った。橋かけ配位原子をケイ素、ゲルマニウムと変化することによって、構造上の変化は小さいものの、各種付加反応は容易になることが明らかになった。さらに、中心に白金を配置させることによって、その反応性がさらに向上する可能性を見出した。これらについての検証をDFT計算による電子密度等の観点から行った。
『暮しの手帖』と花森安治の思想史研究──民主主義的主体性の視点を中心に

雑誌『暮しの手帖』の編集者として知られる花森安治(1911-1978)は、社会批評を手がける優れたジャーナリストかつ思想家でもあった。日常生活のなかにはたらく政治に着目し、食、衣裳、住居、職業など市民の生活に密着した多様な主題を扱うことをつうじて、戦争、国家、資本主義、公害といった同時代の社会問題にもつながる政治社会への関心を喚起した。花森の思想を、「暮し」の概念をつうじて政治的なものと文化的なものを独自の形式で接合し、合理的で自律した政治的主体の確立を目指す民主主義実践として読むことができることを明らかにした。本年度は、とくに1960年代以後の花森の問題意識の変容を中心に、彼の民主主義観について分析することを主要な課題とした。1960年代末から70年代前半にかけての花森と『暮しの手帖』の編集方針の変化に焦点をあてて分析を進めた結果、次の論点が明らかにされた。1、花森は高度経済成長がもたらした社会の歪みに厳しい批判的態度を明らかにしたが、その認識は戦時期の経験からくる洞察と結びついていたこと。2、その認識が従来の『暮しの手帖』の編集方針から転換して、社会問題を直接的にとりあげるように変化し、戦時中の経験を記録する作業(『暮しの手帖』第96号)へと向かわせた大きな要因になったこと。3、市民の日常生活にかかわる当時の社会問題(食品添加物、公害など)をつうじて、花森が現代資本主義と国家体制に深い憂慮を明らかにしたこと。4、そのなかで『暮し」を自らの手で守る市民の日常的な活動に民主主義の可能性をみていたこと(『一銭五厘の旗』)。これらの論点は講演(「知識と民主主義ー花森安治と『暮しの手帖』の文化政治」)において報告し、討論では有意義な指摘を受けた。資料面にかんしては、花森生誕100周年を記念する展覧会がいくつか開催された。展示資料をつうじて貴重な情報を得るとともに、入手困難だった文献を収集することができた。また、以下のふたつの論考を翻訳し、グローバルに展開する日本思想史研究の最先端の論点を日本の学界に紹介した。ギャヴィン・ウォーカー「現代資本主義における『民族問題』の回帰ーポストコロニアル研究の新たな政治的動向」(『思想』2012年7月号、岩波書店)、テッサ・モーリス=スズキ「平凡社ライブラリー版へのあとがき」、テッサ・モーリス=スズキ『批判的想像力のために』平凡社ライブラリー版(平凡社、2013年)。テッサ・モーリス=スズキの邦訳新刊『日本を再発明する』の書評を新聞に寄稿し、近年の日本思想文化研究の動向をひろく一般に紹介した。本年度は花森安治にかんする基礎資料の収集と、とくに戦時期から戦後初期にかけての彼の活動や思想的背景についての調査研究を中心とすることを意図していた。おりしも2011年が花森安治の生誕100周年にあたったこともあり、基本資料の収集は順調に進んだ。思想史研究の面では、J・ヴィクター・コシュマン『戦後日本の民主主義革命と主体性』(平凡社)を翻訳・刊行し、1940年代の思想史における民主主義と主体性をめぐる問題について、国際的な研究の進展をふまえた議論を日本の読者に提供・紹介した。また、10月にはアメリカ・コーネル大学アジア学部における「日本思想史を書き直す」国際会議に参加し、上記コシュマンの著作とその日本語訳が、今日の社会科学、歴史学、思想史、地域研究においてどのように読まれるべきかをめぐって報告と討論を行った。さらに、2012年3月には、コーネル大学およびドイツ・ライプチヒ大学の日本研究者との国際共同研究プロジェクトの新たな構築の可能性について関係者と協議し、明るい見通しを得ることができた。また、同月カナダのトロントで開催されたAssociation for Asian Studiesの年次大会において、戦時期の自由主義を主題とするパネルにディスカッサントとして登壇し、今日の歴史研究、日本研究、思想史研究において、戦時と戦後をつらぬく植民地主義という問題枠組みにおいて戦時期の自由主義が議論される新たな段階に入っていることを提起した。上記共同研究との関連で、ギャヴィン・ウォーカー『現代資本主義における「民族問題」の回帰ーポストコロニアル研究の新たな政治的動向』を翻訳した(『思想』(岩波書店)に発表予定)。2014年度までは、戦争体験、国家観、ジェンダー観、民主主義観をもとにした花森安治の「暮し」概念の特徴を、時代ごとの彼の思想の特徴や『暮しの手帖』の変化について分析した。その成果をもとに、2015年度には、日常生活におけるポリティクスに着眼することで独自の民主主義思想を展開した花森安治の思想が、国際関係をふくむ現代日本社会の批判的理解に与える示唆、すなわち花森思想の現代的意義を中心に検討し、以下の機会に発表、報告した。

5月にはアメリカ合衆国カリフォルニア大学ロサンゼルス校で私も組織者のひとりとして参加したTrans-Pacificシンポジウムにおいて、"The Future of Futurity"と題する報告を行い、3.11以後の現代日本社会と思想文化の問題を花森安治の問題意識の延長上に検討できることを問題提起した。また、論文「ポスト3.11の丸山眞男」においては、戦後日本の代表的な政治学者・思想家である丸山眞男の広島における原爆体験が、1950年以降の彼の平和論(とくに講和問題)に与えたインパクトについて考察し、ほぼ同世代でありながら、政治的には異なる志向をもつと解されがちな花森安治の民主主義思想との共通性を明らかにした。さらに、12月には、東京外国語大学で開催された文化と記憶の問題をめぐる国際会議においで"Culture in Negotiation"を報告し、近年の北米の日本研究の動向を紹介しつつ、現代日本思想・文化研究の課題と新たな可能性について議論した。以上の成果をもとに、本研究課題全体の成果となる単著(『花森安治と文化の政治学』仮題)を今年度中に刊行すべく作業を進めている。政治思想史第2年度の大きな目標であった花森晩年の思想と『暮しの手帖』の編集方針の変化の関連について重要な知見を得ることができた。また、初年度には入手困難だったいくつかの基礎資料(原著)を入手することができ、資料面では必要なテクストがほぼ揃ったことも、今後の分析に役立つものである。現在、テクストの詳細な検討を進めており、2013年度の作業のなかでより詳細に検討していくとともに、花森安治論として公刊できるよう、出版社との打ち合わせを開始した。思想史研究全般への貢献という点では、以前から交流のあるコーネル大学の日本研究者との研究会や会合をつうじて、新たな戦後思想史研究の可能性と人的ネットワークを構築するための重要な基盤が構築できた。また、コーネル大学およびオーストラリア国立大学の日本研究者の論考の翻訳をつうじて、世界規模で進展する現在の日本思想史研究の紹介につとめた。2013年度はアメリカ合衆国で研究を行う機会を得たので、それを活かして、花森安治の思想史的意義について北米の大学で報告・討論する機会を多くもつことができた。本研究課題の基本的視角と花森安治の読みについて、よい評価を得た。単著の準備にはずみがついたといえる。また、数々の討論から、1970年前後の花森安治を同時代の東アジア・アメリカの政治的・文化的文脈と重ねて評価できるのではないかとの貴重な示唆を得たので、今後の作業に織り込む予定である。初年度の大きな目標であった基礎資料の収集についてはおおむね順調に進展した。現在、テクストの検討を進めており、2012年度の作業のなかで、論点をより詳細に検討していく計画である。思想史研究への貢献という点では、複数回にわたる渡米の機会をつうじて、多くの研究者との交流(研究発表・討議)を進めることができた。2012年度以降、戦時期・戦後思想史についての新たな研究の可能性と人的ネットワークを構築するための重要な基盤が構築できた。2013年度には本務校の海外研修制度を利用して、アメリカ合衆国のコーネル大学東アジア研究所において研究活動を行うため、本研究課題に集中的に取り組む環境が得られた。昨年度までの成果をもとにテクストの詳細な検討をつづけ、論考として発表することを2013年度の主要な課題とする。それをもとに、花森安治論として公刊する準備を進める。
運動の周期性と予測運動適応の脳内過程の解明

本研究では,視覚運動回転変換下の到達運動課題において,運動課題の周期性(予測可能性)の有無が運動学習に及ぼす影響の解明に取り組んだ.心理物理実験の結果から,周期的な運動(追跡)を基礎とした運動学習は,離散的運動(到達運動)を単位とする学習と比べ,学習により長い時間を要するが,ひとたび運動が獲得されると,周期的学習で獲得された視覚運動変換に関する運動技能は,離散的運動にも汎化可能であることが明らかになった.このことから,運動単位というよりもむしろ運動の随意性/非随意性(自動性)と運動技能獲得の間に関係があることが示唆された.本研究では,視覚運動回転変換下の到達運動課題において,運動課題の周期性(予測可能性)の有無が運動学習に及ぼす影響の解明に取り組んだ.心理物理実験の結果から,周期的な運動(追跡)を基礎とした運動学習は,離散的運動(到達運動)を単位とする学習と比べ,学習により長い時間を要するが,ひとたび運動が獲得されると,周期的学習で獲得された視覚運動変換に関する運動技能は,離散的運動にも汎化可能であることが明らかになった.このことから,運動単位というよりもむしろ運動の随意性/非随意性(自動性)と運動技能獲得の間に関係があることが示唆された.本研究では,視覚座標系と身体座標系の間に回転変換を施した視覚運動変換学習課題を用いて,離散的(Discrete)な到達運動を運動の単位として繰返し訓練する学習方法と,周期的(Rhythmic)な運動を基礎として訓練する学習方法の二群にわけて訓練させた場合,どちらの被験者がより効率的に視覚運動変換を学習することができるのか,あるいは両者による学習は独立で相互関係は見られないのか,という点について実験的な検証を試みた.被験者実験の結果,周期的学習が離散的学習の一部(すなわち周期的学習が離散的学習を包含する)ということではなく,むしろ周期的学習を行った被験者が離散的課題にも適応できるという結果を得た.この結果は,周期運動が運動の基本要素(プリミティブ)であるという仮説を支持するが,その一方で,本実験で行った学習課題の難易度が,周期運動と離散運動で統一されていなかった可能性もある.来年度には,機能的脳計測も併せて実施することで,意識レベルと相関があると考えられる前頭部の活動と運動学習の間の関係についても実験的に明らかにしていくことが必要である。本研究では,視覚座標系と身体座標系の間に回転変換を施した視覚運動変換下の到達運動課題を用いて,離散的(Discrete)な到達運動を運動の単位として繰返し訓練する学習方法と,周期的(Rhythmic)な運動を基礎として訓練する学習方法の二群に分けて訓練させた場合の学習傾向の特徴について実験的に分析を試みた.前年度の実験より,周期的学習を行った被験者は離散的課題にも適応できるという結果を得た.この結果は周期運動が運動の基本要素(プリミティブ)であるという仮説を支持するが,その一方で,周期運動時の反応時間の分析より,実験で用いられた周期運動課題は離散的到達運動を休みなく連続して行うため,むしろ離散的課題の訓練になっていた可能性が排除できないことが示唆された.そこで本年度は,周期的課題時に被験者がフィードフォワードに運動を行うように統制した条件下で再度実験を行い,周期的学習と離散的学習の効果の比較を行った.実験の結果,やはり周期的学習は離散的学習よりも汎化能力が高いことが示された.この結果から,周期運動が運動プリミティブであるという仮説をより強く支持するものであると言える.
天然染料およびラッカーゼ酵素を用いる環境調和型羊毛染色

本研究は酸化還元酵素の一つであるラッカーゼ(Lac)の色素の脱色・発色作用を天然染料染色に有効活用することを目的とする。平成30年度は、多くの水酸基を持ち明確なλmaxを示さない天然染料ヘマトキシリン(Hem)について、Lacの添加による発色挙動を詳細に調べ、金属媒染を用いずに濃色が得られる環境調和型羊毛染色の可能性を検討した。まず、溶液における挙動を調べた。その結果、常温においてほとんど無色であったHemにLacを添加すると、可視吸収スペクトルは450 nm付近に極大吸収を示し、1分から2分になるとさらにピークは増大した。3分経つとそのピークは短波長にシフトし、さらに時間の経過とともに短波長ピークは減少した。その挙動は電子伝達物質メディエーター(PPT)を添加しても同じであった。Lacの至適温度に近い45°Cではより顕著になった。Hemはキノノイド構造を持たず共役系は短く、それ自身はほとんど無色である。しかし多くの水酸基を持つ。したがって、Lac添加によって、数分以内にフェノール性水酸基のオルトおよびパラ位にある-OHを酸化し、キノノイド構造を形成させ発色したと思われる。しかしながら、形成されたキノノイド構造を持つ発色物質はLacによる酸化反応によって速やかに分解することもわかった。そこで、Hem/Lac系を羊毛染色に応用した。その結果、Hem/LacおよびHem/Lac/PPTを調整直後、すぐに染色した場合には、K/S値はかなり大きい値を示した。しかし、調整後1時間経過した後に羊毛を添加し染色した場合には、K/S値は低下した。調整直後では発色物質が羊毛に速やかに吸着するが、時間経過とともに発色物質は分解するため、1時間後の染色ではK/S値が低下したものと推定される。450 nm付近の発色物質、さらに短波長側の分解物質については今後検討する必要があるものと思われる。本研究で用いたTrametes sp.由来の酸化還元酵素ラッカーゼは、複雑な化学構造を有する天然染料に対して、2つの作用、すなわち脱色および発色効果がある。平成30年度は、発色効果について一定の成果が得られた。すなわち、溶液中でラッカーゼ添加によって発色効果がみられた天然色素ヘマトキシリンを用いて、羊毛を濃色に染色することができた。多価フェノールを有する天然染料ヘマトキシリンはラッカーゼによる酸化によって金属媒染剤を用いずに濃色に染めることができることが明らかとなった。天然染料の化学構造は多岐にわたっており、また用いたラッカーゼの基質特異性は顕著で、ラッカーゼ添加効果は非常に複雑である。そこで、最終年度は、ヘマトキシリン以外の多価フェノール系天然染料たとえばフラボノール系色素を対象に、ラッカーゼによる作用を中心に調べる。さらに、ヘマトキシリン/ラッカーゼ染色した羊毛布の消費性能評価を行う。(1)平成30年度の成果を踏まえ、フラボン・フラボノール系の天然色素、ケルセチン、ルチン、バイカリンなどに対するラッカーゼ添加効果を検討し、羊毛染色を試みる。(2)天然染料で染色した羊毛布帛のソーピング工程および水系洗濯を想定して、非イオンおよびアニオン界面活性剤共存下におけるラッカーゼによる天然染料の脱色または発色作用を調べ、ラッカーゼの酸化作用に及ぼすこれらの界面活性剤の阻害効果について検討する。(3)天然染料の化学構造は多岐にわたっているにもかかわらず、発色系にアゾ基を含有するものは全く存在しないことが知られており、合成染料のように発がん性の懸念があるといわれている特定芳香族アミンを生成することはない。そのため最近では合成染料に代って古代から用いられている天然染料が安全性および持続可能性の観点から見直されている。草木染めの範ちゅうから脱却して工業化の方向も検討され、実用化に向けて期待されている。したがって、実用化において最も重要な消費科学性能として、ラッカーゼ処理羊毛布の染色堅ろう度、引張強度、KESによる風合い値などを測定し、実用化へのさらなる展開の可能性を検討する。近年、地球環境問題から、持続可能で環境悪化をきたさない天然由来物質が再認識されてきている。そこで本研究は、JSPS科研費23500916およびJSPS科研費26350078をさらに発展させ、生体由来物質である天然繊維(羊毛)、天然染料および酸化還元酵素(ラッカーゼ)を用いて、持続可能で環境調和型染色加工を目指すことを目的とする。平成29年度は、多価フェノールを有する天然染料に対する酸化還元酵素ラッカーゼの作用と羊毛染色への可能性を検討した。ラッカーゼの2つの作用として、天然染料の酸化反応による共役系の切断に伴う分解・脱色、およびフェノール性水酸基からの水素引き抜き反応による、キノノイド構造の形成に伴う発色が期待される。天然染料として構造既知で試薬として市販されているカルミン酸、ケルセチン、ベルベリン、ヘマトキシリン、ヘマテイン、および類似染料としてインジゴカルミンの6種を用いた。酵素はTrametes sp.由来のラッカーゼを主成分とするラッカーゼM120(天野エンザイム)、酸化還元伝達物質であるメディエーターとしてフェノチアジン-10-プロピオン酸(PPT)を用い、天然染料の退色および発色挙動を分光学的方法によって調べ、退色速度係数を求めた。その結果、ラッカーゼは天然染料に対して次のような効果があることが分かった。