hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脾臓と膵臓間葉系細胞の分化転換系を応用した膵臓器官再生支持環境の構築

Tlx1欠損マウスでは脾臓が形成されないだけでなく、脾臓になるべき間葉系細胞が背側膵臓においてビメンチンおよびデスミン陽性の間葉系細胞として存在することを明らかにした。さらに、胎仔器官培養系を用いて解析した結果、コントロールでは、間葉系細胞の一定の方向性を持った移動が認められたが、Tlx1が欠損した状況では細胞はランダムな動きを示し、方向性が観察されなかった。したがって、Tlx1欠損では脾臓原基と膵臓原基の分離不全あるいは脾臓原基の胃の大湾にそった移動不全が起こり、脾臓になるべき細胞が膵臓の間葉系組織の中に取り残される可能性が示唆された。ホメオドメイン転写因子であるTlx1は脾臓原基に発現し、その欠損により無脾臓症となることが知られている。今回、Tlx1遺伝子座にCreER-IRES-VenusカセットをノックインしたTlx1CreER-VenusマウスとRosa26-tdTomatoレポーターマウスを交配したTlx1CreER-Venus; Rosa26-tdTomatoマウスを用いることにより、本転写因子の脾臓器官形成における役割について検討した。脾臓器官形成が始まる直後の胎齢12.5日にタモキシフェンを投与することで脾臓原基細胞をtdTomatoで標識し、脾臓の器官形成に伴うTlx1発現細胞の分化運命について、胎齢18.5日の時点で解析した。Tlx1CreER-Venus遺伝子アレルをヘテロに有するマウスでは正常に発生した脾臓がtdTomatoで標識されているのに対し、同アレルをホモに持つマウスでは脾臓を欠損する一方、脾臓と共通の原基から発生する膵臓にtdTomatoの発現が認められた。膵臓に認められるtdTomato発現細胞はアミラーゼ陽性の外分泌腺、インスリン陽性の内分泌腺、DBA-lectin陽性の膵管上皮細胞ではなく、デスミン陽性ビメンチン陽性の間葉系細胞であることが判明した。すなわち、Tlx1を欠損すると、本来なら脾臓として発生すべき間葉系細胞が膵臓の間葉系細胞へと分化することが明らかになった。以上の結果から、Tlx1は脾臓原基に存在する間葉系細胞の分化運命を規定しているものと考えられた。脾臓と背側膵臓の間葉系組織は、同じ間充織から発生し、その後、脾臓原基は膵臓原基と分離し、胃の大湾にそって進展することによって、独立した脾臓が形成される。Tlx1CreER-Venus/CreER-Venus; Rosa26-tdTomatoマウスを用いた解析から、本マウスでは脾臓が形成されないだけでなく、脾臓になるべき間葉系細胞が背側膵臓においてビメンチンおよびデスミン陽性の間葉系細胞として存在することを明らかにしてきた。今年度は脾臓になるべき細胞が膵臓間葉系細胞に変化する機序について、胎仔器官培養系を用いて詳細に検討した。すなわち、脾臓原基が形成される胎齢11.5日にTlx1発現細胞をtdTomatoで標識し、胎齢12.5日の胎児から脾臓原基を含む消化管を取り出し、胎齢14.5日に相当する48時間の間、器官培養を行い、標識された細胞の挙動について観察した。その結果、コントロールでは、tdTomato陽性細胞の方向性を持った移動が認められたが、Tlx1が欠損した状況では細胞はランダムな動きを示し、方向性が観察されなかった。1.脾臓原基由来および膵臓原基由来の膵臓間葉系組織の生体での機能比較Tlx1欠損マウス(Tlx1CreER-Venus/CreER-Venus; R26R-tdTomato)膵臓に存在する脾臓原基に由来する膵臓間葉系細胞(tdTomato陽性)は、インスリン、アミラーゼ、DBAレクチンを発現せず、ビメンチンおよびデスミン陽性の間葉系細胞であった。また、Tlx1ホモ欠損マウスとコントロールマウス(Tlx1CreER-Venus/+; R26R-tdTomato)を用いて、膵臓機能について、グルコース負荷試験などの血液学的解析を行った結果、膵臓機能に差は認められなかった。2.脾臓原基由来膵臓間葉組織と膵臓原基由来膵臓間葉組織の遺伝子発現の網羅的比較解析脾臓原基由来膵臓間葉系細胞(tdTomato陽性)と背側膵臓原基

由来膵臓間葉系細胞(tdTomato陰性)の間で、マイクロアレイ法により発現している遺伝子の網羅的解析を行った。統合動物科学1.時期特異的Tlx1欠損マウスを用いた胎仔ならびに成体脾臓間葉系組織の膵臓への分化転換に関する解析を行う。2.脾臓に膵島を移植することで、脾臓微小環境の膵臓再生における役割を検討する。Tlx1-floxマウスを購入して、成体脾臓細胞の膵臓への分化転換能を解析する予定だったが、ES細胞の品質検査の段階で不具合が認められ、購入を断念したため、それに関わる経費を使用しなかった。現在、独自にTlx1-floxマウスを作製しており、その経費として使用する。
GTP結合蛋白質をはじめとする光情報伝達分子群の多様性と進化

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を進め、以下の知見を得た。【1】網膜以外の光受容組織における光情報伝達分子の構造と機能の解析研究代表者らが発見した松果体の光受容体ピノプシンの情報伝達経路を明らかにするため、ヒヨコ松果体cDNAライブラリーより、三量体G蛋白質αサブユニットの遺伝子を検索した。その結果、Gt1α(桿体型トランスデューシンα)・Go1α・Go2α・Gi2α・Gi3αをコードすると思われる遺伝子が単離できたが、Gt2α(錐体型トランスデューシンα)遺伝子は得られなかった。塩基配列から推定されるアミノ酸配列では、ヒヨコ松果体Gt1αはウシ錐体Gt2αよりも明らかにウシ桿体Gt1αに高い相同性を示した(それぞれ97%と82%)。ノザンブロット解析の結果、やはりGt2α遺伝子はヒヨコ松果体ではほとんど発現していないことが判明した。これまでに知られている松果体の光情報伝達分子群は、ピノプシンを含めて錐体型であったが、桿体型G蛋白質αサブユニットが松果体に存在するという今回の結果は、網膜と松果体における情報伝達分子の進化を考える上で極めて興味深い。一方、ピノプシンに対する特異的抗体を作成し、ヒヨコ松果体切片を免疫染色した結果、濾胞内腔に強い陽性像がみられ、ピノプシンは松果体細胞の外節に局在すると考えられた。現在、上記の各Gαに対する特異的抗体を用いてピノプシンと細胞内局在が一致するGαを同定しようと試みている。【2】脳内光受容分子の同定とその一次構造解明鳥類・両生類の脳深部にはロドプシン様の光受容体が存在し、概日リズムや季節性の生殖応答に関与するのではないかと考えられている。この分子の実体を知るため、ハト外側中隔部およびカエル視交叉上核のcDNAライブラリーから光受容体遺伝子を検索しているが、候補遺伝子はまだ得られていない。
バクテリオファージの宿主域は正しく評価できているのか?:新規宿主域評価法の開発

本研究課題では、以下の4つのステップから構成される新規なファージの宿主域同定技術を開発した。(i)EdU (5-ethynyl-2'-deoxyuridine)で標識したファージを微生物叢に感染させ、宿主微生物を光らせる。(ii)宿主微生物細胞をFACSで回収する。(iii)回収した微生物細胞の16S rRNA遺伝子を決定し、宿主微生物の同定をおこなう。(iv)その確認として、宿主微生物の16S rRNAに特異的なDNAプローブを用いたFISH法とEdUによるファージ標識による2重染色を行う。本研究課題では、従来の宿主域同定実験とは全く異なる、以下の4つのステップから構成される新規なファージの宿主域同定技術を開発することが目的である。1.核酸染色剤で染めたファージを微生物叢に感染させ微生物を光らせる。2. FACS (fluorescence activat ed cell sorting)技術により、ファージに感染した'光った'微生物細胞を特異的に回収する。3.回収された微生物細胞からDNAを抽出し、16S rRNA遺伝子を決定することで、どのような種類の微生物がファージの感染を受けたのかを決定する。4.そのクロスチェックとして、回収されてきた微生物細胞の16S rRNAに特異的なDNAプローブをデザインし、先の1の核酸染色剤によるファージ標識技術と微生物の16S rRNAを標的としたFISH法による2重染色により確認を行う。本手法の開発にはT4ファージと大腸菌をモデルとして用いている。昨年度のステップ1を行うために、核酸染色剤およびEdUを用いたファージの標識方法の検討を行った。その結果、EdUラベルを用いれば、ファージや宿主細胞から蛍光が漏れることなく特異的に宿主細胞を染めて検出できることが明らかとなった。一方で、DAPIやSYBR Gold等の核酸染色剤を用いた場合は、非宿主細胞までも非特異的に染めてしまうことが明らかとなった。そこで、本年度はEdUラベルしたT4ファージを用いて、下水を対象として本手法の有効性を確認した。その結果、本手法がファージの新しい宿主域評価法として適用可能であることを明らかにした。本結果を論文としてまとめ、Applied Microbiology and Biotechnologyに受理された。2. FACS (fluorescence activated cell sorting)技術により、ファージに感染した'光った'微生物細胞を特異的に回収する。4.そのクロスチェックとして、回収されてきた微生物細胞の16S rRNAに特異的なDNAプローブをデザインし、先の1の核酸染色剤によるファージ標識技術と微生物の16S rRNAを標的としたFISH (fluorescence in situ hybridization)法による2重染色により確認を行う。本年度はステップ1が完成すればよいと考えていたので、おおむね順調に進展していると判断した。モデル系での条件検討終了後、T4ファージを複合微生物群に適用することで本評価法の有効性を確認する。複合微生物群には下水処理場で用いられている活性汚泥(好気性の微生物群集)を候補に考えている。活性汚泥に大腸菌が存在することは知られているので適切なサンプルの1つである。まず、核酸染色剤あるいはEdUで標識したT4ファージを活性汚泥に添加し、宿主微生物に感染させる。ファージに感染して'光った'微生物細胞の有無を蛍光顕微鏡で確認した後に、FACSによりT4ファージに感染した微生物細胞を回収する。続いて、回収した微生物細胞の種を決定するためにrRNAアプローチによる解析を行う。FACSにより回収された細胞からDNAを抽出し、バクテリアの16S rRNA遺伝子のPCR増幅を行う。続いて、PCR増幅産物をクローン化し、塩基配列を決定する。決定した塩基配列は分子系統解析ソフトARBプログラムを用いて分子系統解析を行う。

ここで予想される結果はT4ファージの宿主微生物である大腸菌およびその近縁種由来と思われる配列が得られるであろう。続いて、得られた16S rRNA遺伝子クローン配列に特異的なDNAプローブをARBプログラムにより設計する。最後に、ファージの蛍光標識とFISH法による2重染色を行う。活性汚泥に核酸染色剤あるいはEdUで標識されたT4ファージを感染させる。一定時間培養後、パラホルムアルデヒド溶液で固定を行う。この固定した活性汚泥に対して先のステップで設計したDNAプローブを用いてFISH法による2重染色を行う。ここで、ファージおよびFISH法で用いた蛍光物質由来の蛍光が両方観察された微生物が、T4ファージの宿主微生物であると同定される。本研究課題で行うファージ宿主域評価法の開発には様々な条件を検討していかなければならないため、ファージを大量に調製しそのファージを精製する必要がある。そのためには、タンパク質やウィルス濃縮および精製で広く用いられている限外ろ過システムを新たに1器購入する。また、ファージの標識に用いるEdU標識のキット類や蛍光標識を付加したDNAプローブ、さらにはrRNAに基づいた解析をするためのPCRや塩基配列決定に必要な分子生物関連のキットの購入を行う。旅費は国内外の学会において成果発表するために使用する。謝金として培地の作成や塩基配列の決定等の作業補助を依頼する予定である。その他としては、文献の複写費や論文投稿料を計上した。
磁歪材料製ネジの電磁力学特性評価とネジ型デバイスの開発

本研究は,力に対する感知機能を有し,磁場による締結力の制御が可能な磁歪材料製のネジの開発を目的に,鉄コバルト製ネジの感知・締結特性を理論的・実験的に解明するものである.また,感知・締結特性だけでなく,振動・衝撃による発電特性についても検討し,大量に配置することを前提とした,多機能なネジ型デバイスの設計理論・技術の確立も目指すものである.そこで,H30年度は以下の2項目に関して研究を行った.1磁歪材料である鉄コバルト合金で様々な大きさのネジを作製し,それらの締結試験を行って,締付けトルクと漏れ磁束の関係を明らかにする.2締結前後で鉄コバルト製ネジに与える磁場を変化させ,磁場と内部応力の関係を明らかにし,締結力の制御について検討する.項目1に関してφ12の鉄コバルト製ネジを作製し,締結試験を行い,軸方向ひずみおよびネジ頭部の磁束密度変化を計測した.軸方向ひずみよりネジの軸力を求め,締付けトルクと軸力の関係を明らかにした.また,軸力と磁束密度変化,締付けトルクと磁束密度変化の関係についても検討した.項目2に関して,項目1と同様に締結試験を行った.この時,ネジに負荷するバイアス磁場を変えて試験を行い,バイアス磁場が磁束密度変化におよぼす影響について評価した.また,有限要素解析および理論計算を行い,実験結果と比較した.H30年度は以上の通り研究を実施した.引き続き磁歪材料製ネジの電磁力学特性の解明および磁歪複合材料ネジを用いたスタンドアロン型センサのような磁歪ネジの多機能化や応用可能性について検討していく.H30年度は以下の2項目に関して研究を行った.1磁歪材料である鉄コバルト合金で様々な大きさのネジを作製し,それらの締結試験を行って,締付けトルクと漏れ磁束の関係を明らかにする.2締結前後で鉄コバルト製ネジに与える磁場を変化させ,磁場と内部応力の関係を明らかにし,締結力の制御について検討上記項目に関して当初の予定通り研究を実施できたため,おおむね順調に進展していると判断する.今後は以下の項目に関して研究を進めていく.3鉄コバルト製ネジで固定した試験片の感知・応答特性,破壊・疲労特性,発電特性を評価4鉄コバルト合金繊維を含むエポキシ製ネジおよびコイル含有ナットの作製や鉄コバルト合金繊維およびコイルを含む一体型ネジの開発および特性評価本研究は,力に対する感知機能を有し,磁場による締結力の制御が可能な磁歪材料製のネジの開発を目的に,鉄コバルト製ネジの感知・締結特性を理論的・実験的に解明するものである.また,感知・締結特性だけでなく,振動・衝撃による発電特性についても検討し,大量に配置することを前提とした,多機能なネジ型デバイスの設計理論・技術の確立も目指すものである.そこで,H30年度は以下の2項目に関して研究を行った.1磁歪材料である鉄コバルト合金で様々な大きさのネジを作製し,それらの締結試験を行って,締付けトルクと漏れ磁束の関係を明らかにする.2締結前後で鉄コバルト製ネジに与える磁場を変化させ,磁場と内部応力の関係を明らかにし,締結力の制御について検討する.項目1に関してφ12の鉄コバルト製ネジを作製し,締結試験を行い,軸方向ひずみおよびネジ頭部の磁束密度変化を計測した.軸方向ひずみよりネジの軸力を求め,締付けトルクと軸力の関係を明らかにした.また,軸力と磁束密度変化,締付けトルクと磁束密度変化の関係についても検討した.項目2に関して,項目1と同様に締結試験を行った.この時,ネジに負荷するバイアス磁場を変えて試験を行い,バイアス磁場が磁束密度変化におよぼす影響について評価した.また,有限要素解析および理論計算を行い,実験結果と比較した.H30年度は以上の通り研究を実施した.引き続き磁歪材料製ネジの電磁力学特性の解明および磁歪複合材料ネジを用いたスタンドアロン型センサのような磁歪ネジの多機能化や応用可能性について検討していく.H30年度は以下の2項目に関して研究を行った.1磁歪材料である鉄コバルト合金で様々な大きさのネジを作製し,それらの締結試験を行って,締付けトルクと漏れ磁束の関係を明らかにする.2締結前後で鉄コバルト製ネジに与える磁場を変化させ,磁場と内部応力の関係を明らかにし,締結力の制御について検討上記項目に関して当初の予定通り研究を実施できたため,おおむね順調に進展していると判断する.今後は以下の項目に関して研究を進めていく.3鉄コバルト製ネジで固定した試験片の感知・応答特性,破壊・疲労特性,発電特性を評価4鉄コバルト合金繊維を含むエポキシ製ネジおよびコイル含有ナットの作製や鉄コバルト合金繊維およびコイルを含む一体型ネジの開発および特性評価次年度使用額が生じた理由は,残額が少額となり,経費を有効活用する観点から,次年度経費と一体的に使用することとしたためである.この助成金は令和元年度の予算とまとめて学会の参加費として利用する予定である.
ランタン銅酸化物の超伝導組成に於ける電子比熱係数と超伝導転移温度

ランタン銅酸化物のランタンの一部をバリウムで、銅の一部を亜鉛で置換した、La2-xBaxCuO4の単相試料の作製条件を試行錯誤によって確立した。Ba濃度x=0.09およびx=0.18では20K以上で超伝導転移が起きたが、x=0.125では超伝導は観測されなかった。Ba濃度x=0.09およびx=0.18について、銅の一部を亜鉛で置換することにより超伝導を抑制し、常伝導相を出現させた。この常伝導相では電子比熱係数が亜鉛量の増加と共に直線的に増加した。そこで、電子比熱係数の亜鉛量依存性を直線的に外挿することによって、超伝導体の電子比熱係数を決定した。これら超伝導体の電子比熱係数は超伝導を示さないBa濃度x=0.125での電子比熱係数に比べてかなり大きいことがわかった。このことから、フェルミ準位での状態密度が高温超伝導体においても重要な役割を果たしており、フェルミ準位での状態密度が高いほど超伝導転移温度も高いことが明らかになった。一方、銅の一部を亜鉛で置換することによって超伝導が抑制されるとき、電子比熱係数は亜鉛量の増加と共に直線的に増加している。従って、銅の一部を亜鉛で置換したことによる乱雑さの導入が超伝導を抑制していることが明確になった。
複数の小分子の逐次的放出機能をもつ階層型配位高分子の合成

一酸化窒素(NO)、一酸化炭素(CO)、アンモニア(NH3)、硫化水素(H2S)といった小分子は、生体内で情報伝達物質となるなど様々な機能を有する。本研究では、これらの小分子の放出順序や速度を精密に制御できる新規材料の合成に取り組む。シアノ架橋金属錯体ポリマーは、金属イオンとCN配位子が交互に連結した配位高分子である。まず、CN配位子の一部を、CO、NO、NH3、H2Sと置換することで、小分子をポリマー骨格内に高密度に固定する。この錯体ポリマーを階層(コアシェル)化することで、コアとシェルに異種小分子を固定した微粒子を得る。この微粒子から、シェル、コアに含まれる小分子を逐次的に放出させる。
テーパーフランジ板を用いた箱形断面材の局部ダクティリティー向上の実験的研究

本研究は,ラーメン型鋼製橋脚が地震力を受ける場合を想定して,一定の軸方向圧縮力のもとに,繰り返し水平力をうけるテーパー箱形断面柱の準静的載荷実験を行った.脚部近傍の局部ダクティリティーを向上させる目的で,柱の断面はフランジおよび腹板に板厚テーパー板を用いた無補剛および補剛変断面形状である.実験結果から,等断面部材とテーパー部材の弾塑性挙動を比較し,脚部近傍にテーパー板を用いることによる耐震性能向上に関する利点や力学的特性を考察した結果,以下の事項が明らかになった.(1)塑性域は,テーパーの度合いが小さい(等断面に近い)場合,柱の基部付近に集中し,局部座屈が最下部のパネルに生じる.テーパーの度合いが大きくなるほど,塑性域は上方へ進展しながら広い範囲に拡大する.それに伴い,局部座屈の生じるパネルは中部から最上部に移行する.テーパーによる塑性域の拡大効果は大きい.(2)最大水平耐力は,テーパーの度合いが大きくなると,徐々に低下する.その低下の割合はテーパー部材の重量比にほぼ比例する.(3)塑性変形性能は,テーパーによる塑性域の拡大効果により向上する.だだし,テーパーの度合いが大きい無補剛断面の場合,変形性能は局部座屈による著しい強度劣化のために急激に低下するが,リブなどによる補剛を行えば,塑性変形性能の低下は抑止できる.(4)エネルギー吸収性能は,テーパーによる塑性域の拡大効果によりわずかに向上が認められる.ただし,テーパーの度合いが大きい無補剛断面の場合,エネルギー吸収性能は局部座屈による強度劣化のために著しく劣る.(5)板厚テーパー部材はテーパーの度合いが小さいとき,等断面部材とほぼ同じ挙動をするので,テーパー部材は鋼材量を少なくできる点において有利である.本研究は,ラーメン型鋼製橋脚が地震力を受ける場合を想定して,一定の軸方向圧縮力のもとに,繰り返し水平力をうけるテーパー箱形断面柱の準静的載荷実験を行った.脚部近傍の局部ダクティリティーを向上させる目的で,柱の断面はフランジおよび腹板に板厚テーパー板を用いた無補剛および補剛変断面形状である.実験結果から,等断面部材とテーパー部材の弾塑性挙動を比較し,脚部近傍にテーパー板を用いることによる耐震性能向上に関する利点や力学的特性を考察した結果,以下の事項が明らかになった.(1)塑性域は,テーパーの度合いが小さい(等断面に近い)場合,柱の基部付近に集中し,局部座屈が最下部のパネルに生じる.テーパーの度合いが大きくなるほど,塑性域は上方へ進展しながら広い範囲に拡大する.それに伴い,局部座屈の生じるパネルは中部から最上部に移行する.テーパーによる塑性域の拡大効果は大きい.(2)最大水平耐力は,テーパーの度合いが大きくなると,徐々に低下する.その低下の割合はテーパー部材の重量比にほぼ比例する.(3)塑性変形性能は,テーパーによる塑性域の拡大効果により向上する.だだし,テーパーの度合いが大きい無補剛断面の場合,変形性能は局部座屈による著しい強度劣化のために急激に低下するが,リブなどによる補剛を行えば,塑性変形性能の低下は抑止できる.(4)エネルギー吸収性能は,テーパーによる塑性域の拡大効果によりわずかに向上が認められる.ただし,テーパーの度合いが大きい無補剛断面の場合,エネルギー吸収性能は局部座屈による強度劣化のために著しく劣る.(5)板厚テーパー部材はテーパーの度合いが小さいとき,等断面部材とほぼ同じ挙動をするので,テーパー部材は鋼材量を少なくできる点において有利である.本研究は,ラーメン型鋼製橋脚の脚部近傍の局部ダクティリティーを向上させる目的で,一定の軸方向圧縮力のもとに,水平力による交番曲げをうける箱形断面部材の荷重と変形の履歴曲線を実験的に求める.ここに,断面はフランジに圧延テーパー板を用いた変断面形状とする.等断面部材と変断面部材における荷重と変形の履歴曲線を比較し,テーパーの度合いと塑性域の拡がりの程度,局部座屈の発生の時点,塑性変形性能の評価などを行い,耐震性に優れた新構造の開発研究を目指す.平成12年度は実験用載荷フレームの構築および供試体の設計と製作を行った.今年度実施した研究概要を列挙すれば以下のようである.1.実験用載荷フレームの構築本学ハイテク・リサーチセンターの鉛直荷重用の門形フレームに軸力載荷用ジャッキとその水平移動用レールを設置した.また,本実験専用の水平反力フレームを製作した.2.実験用供試体の設計および製作脚柱の下半分が組合せ荷重による直応力が等応力になるようにフランジ板のテーパーの度合いを決定した.また,テーパーの度合いと弾塑性範囲における塑性域の進展の様子を実験的に求めるために,3種類のテーパー勾配を採用した.供試体は無補剛板の脚柱と実橋と同じようにリブで補剛された脚柱を設計し,単調載荷および繰り返し載荷用として合計8体製作した.3.解析的研究汎用解析ソフトMARCにより無補剛板の供試体についての単調載荷および繰り返し載荷の解析を行った.座屈崩壊はテーパーの度合いに関係なく3パネルの中の最も弱いパネルに集中することが明らかになった.補剛板の供試体における挙動は来年度の解析と実験で明らかにする.

本研究は,ラーメン型鋼製橋脚が地震力を受ける場合を想定して,一定の軸方向圧縮力のもとに,繰り返し水平力をうけるテーパー箱形断面柱の準静的載荷実験を行った.脚部近傍の局部ダクティリティーを向上させる目的で,柱の断面はフランジおよび腹板に板厚テーパー板を用いた無補剛および補剛の変断面形状である.実験結果から,等断面部材とテーパー部材の弾塑性挙動を比較し,脚部近傍にテーパー板を用いることによる耐震性能向上に関する利点や力学的特性を考察した結果,以下の事項が明らかになった.(1)塑性域は,テーパーの度合いが小さい(等断面に近い)場合,柱の基部付近に集中し,局部座屈が最下部のパネルに生じる.テーパーの度合いが大きくなるほど,塑性域は上方へ、進展しながら広い範囲に拡大する.それに伴い,局部座屈の生じるパネルは中部から最上部に移行する.テーパーによる塑性域の拡大効果は大きい.(2)最大水平耐力は,テ-パーの度合いが大きくなると,徐々に低下する.その低下の割合はテーパー部材の重量比にほぼ比例する.(3)塑性変形性能は,テーパーによる塑性域の拡大効果により向上する.だだし,テ-パーの度合いが大きい無補剛断面の場合,変形性能は局部座屈による著しい強度劣化のために急激に低下するが,リブなどによる補剛を行えば,塑性変形性能の低下は抑止できる.(4)エネルギー吸収性能は,テーパーによる塑性域の拡大効果によりわずかに向上が認められる.だだし,テーパーの度合いが大きい無補剛断面の場合,エネルギ-吸収性能は局部座屈による強度劣化のために著しく劣る.(5)板厚テーパー部材はテーパーの度合いが小さいとき,等断面部材とほぼ同じ挙動をするので,テーパー部材は鋼材量を少なくできる点において有利である.
疼痛治療新規ターゲットとしての縫線核ドパミンニューロン群

疼痛治療の革新には、痛覚受容・調節のメカニズム解明が不可欠である。中枢性の疼痛制御の場として、これまでに分界条床核(BNST)や扁桃体中心核(CeA)が報告されているが、この両者は縫線核ドパミン(DA)ニューロンから強い投射を受けている。しかし、現在縫線核DAニューロンの疼痛制御における機能的役割は不明である。そこで、本研究ではDAニューロンを特異的に活動調節する事が可能なDAT-creマウスを用い、縫線核DAニューロンによる疼痛制御について行動学的手法とケモジェネティクス・オプトジェネティクスを組み合わせて明らかにする。そして新たな疼痛治療戦略を開発する。
持続陽圧呼吸療法の治療効果を最大化するためにー高アドヒアランス患者における検討

関西電力病院睡眠関連疾患センターにて半年以上経鼻的持続陽圧呼吸(CPAP)療法を受けている閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSAS)患者に対して、CPAP機器に記録されている使用データをダウンロードし、アドヒアランス良好な患者(1夜の使用時間が平均4時間以上かつ全体の日数の80%以上を使用している者)を抽出した。平成30年度は9名の患者の協力が得られた。これらの患者に対して、以下を実施した。1腕時計型の携帯型活動量計を装着させ、14日間の睡眠・覚醒リズムを記録した。その際に本人の自覚と大きく離れることがないかどうか(睡眠認知の歪みの有無)も調べるために自記式の睡眠日誌も併用した。2携帯型睡眠評価装置を自宅に持ち帰り検査とし、CPAPを使用している任意の1夜について残存する無呼吸・低呼吸と睡眠内容とを数値化、3来院時に反応時間検査装置を用いてパフォーマンス(覚醒レベルの数値化)をした。CPAPを使用してもある程度の無呼吸・低呼吸が残存していることは、前年度のデータと同様であったが、本人の自覚的な眠気の程度とは関係していなかった。また、CPAP開始前から不眠の自覚がある者については、自覚的な治療効果が出にくい傾向があった。さらに3によって測定されるパフォーマンスについては、年齢に左右される側面があり、OSAS患者群において眠気の絶対評価に使いにくい可能性があることがわかった。CPAP治療を受けている患者は、全般的に健康で定職についている者が多く、特にCPAP使用頻度、時間が十分である者(アドヒアランス良好な患者)においては、治療の現状に満足していると同時に多忙であることから、協力が得にくかった。したがって、通院患者の中で研究にエントリーできる者を確保するのに苦労し、目標の患者数20例を達成することができなかった。自宅検査によるデータ収集が中心となっている研究であるが、現実的に症例数を増やすことに無理が生じてきているため、多数例の統計的処理に持ちこむのではなく、一つ一つの症例を細かく検討し、ケーススタディを密に行っていく。同時にアドヒアランス良好な患者がどのようにOSASという疾患やCPAP治療を認識しているかということについても調べ、CPAPデータに反映されない高アドヒアランス患者の特徴を抽出する。平成29年度は9名の患者の協力が得られた。これらの患者に対して、主観的な睡眠データと客観的な睡眠および覚醒レベルのデータとを収集した。前者としては、ピッツバーグ睡眠質問票、ノルディック基礎睡眠調査票、エップワース眠気尺度を用いて、不眠や昼間の眠気等の症状の有無や程度を把握した。後者としては、1腕時計型の携帯型活動量計を装着させ、14日間の睡眠・覚醒リズムのを記録、2携帯型睡眠評価装置を自宅に持ち帰り検査とし、CPAPを使用している任意の1夜について残存する無呼吸・低呼吸と睡眠内容とを数値化、3来院時に反応時間検査装置を用いてパフォーマンス(覚醒レベルの数値化)を測定した。2の携帯型睡眠評価装置を用いることによって、CPAPを使用してもある程度の無呼吸・低呼吸が残存しており、CPAP機器の内蔵データとは必ずしも一致しないことがわかった。CPAP治療を受けている患者は、全般的に健康で定職についている者が多く、保険診療下で必要とされる1か月に1回(暦月に1回)の受診日(全予約制)と別個に機器返却のために来院することができず、機器のターンオーバーに予想以上に日数を費やした。したがって目標の患者数20名を達成することができなかったため。

したがって、通院患者の中で研究にエントリーできる者を確保するのに苦労し、目標の患者数20例を達成することができなかった。自宅検査によるデータ収集が中心となっている研究であるため、これについては、今までと同様の方法を継続するが、機器のターンオーバーを早めるために1夜のみの検査である携帯型睡眠評価装置については、持ち帰り日より2ー3日以内に使用していただき、その時点で検査機器を安全に宅配便返送できるようなシステムを構築する予定である。、自宅検査によるデータ収集が中心となっている研究であるが、現実的に症例数を増やすことに無理が生じてきているため、多数例の統計的処理に持ちこむのではなく、一つ一つの症例を細かく検討し、ケーススタディを密に行っていく。同時にアドヒアランス良好な患者がどのようにOSASという疾患やCPAP治療を認識しているかということについても調べ、CPAPデータに反映されない高アドヒアランス患者の特徴を抽出する。検査機器使用説明、機器データダウンロードおよびデータ入力作業のためにアルバイト勤務者を必要としていたが、当初適当な人材が見つからず、その分を研究者自らが行っていたため、謝金として計上していた分が余ることとなった。もともと年度初めにすでに次年度使用額が生じていたことが一番の理由である。加えて、検査機器使用説明、機器データダウンロードおよびデータ入力作業はアルバイト勤務者に行ってもらっているが、現在の従事者が家庭の主婦であるため、自宅の事情を優先しなければならず、アルバイト勤務者が得られない場合には、その分を研究者自らが行っていた。したがって、謝金として計上していた分も余ることとなった。
ワーク・ファミリー・コンフリクト,企業内諸施策および組織文化をめぐる総合的研究

成果報告書では、仕事生活と家族生活の調和・統合に関して、3つの側面を中心にして分析・検討した。第1は、組織心理学・組織行動論領域において論議されてきたワーク・ファミリー・コンフリクトについて検討した。1章ではそれに関する関連理論と先行研究から得られた知見の整理を行った。2章では、ワーク・ファミリー・コンフリクトの規定要因をめぐって、我々が行ったサーベイ調査の分析結果を報告した。第2は、仕事生活と家族生活を調整するような制度(いわゆる、ファミリー・フリー制度)を通して、仕事生活と家族生活の調和・統合を検討した。3章では、ファミリー・フレンドリー制度の導入と事業所内女性占有率および組織文化との関係を扱う理論、ファミリー・フレンドリー制度が組織および従業員・家族に与える影響について先行研究から得られた知見、を報告した。さらに4章では、ファミリー・フレンドリー制度の利用しやすさと組織文化との関係をめぐって、我々が行った調査の分析結果を報告した。以上の2点は、就業者自身の仕事生活と家族生活の調和・統合をめぐる問題であるのに対して、第3は、両親の仕事が子どもに与える影響に関して検討した。5章では、それに関する関連理論と先行研究から得られた知見を報告した。6章では、両親の仕事が子どもに与える影響をめぐって、我々が行った調査の分析結果を報告した。ちなみに、報告書内で分析に供されたサーベイ調査の対象世帯は、東京都練馬・板橋区に在住し、平成14年度に長子が中学生であり、長子が両親と同居している3000世帯で、サンプリング時に中学生(長子)と両親がともに世帯内にいることを条件にサンプル抽出(多段無作為抽出,確率比例抽出)した。母親(妻)・父親(夫)・子供(中学生の長子)に、別々の調査票に回答して貰い、郵便で返送して貰った(調査票の送付も郵送)。3票とも回答した世帯は494で、有効回収率は16.8%であった。本年度は、(1)"ワーク・ファミリー・コンフリクト"に関する先行研究,(2)"ワーク・ファミリー・コンフリクト"および"仕事と家族生活の両立"に関連する組織文化などの尺度化、(3)調査に向けての調査票の作成および研究対象者の特定、を行った。調査自体は、次年度に行うこととした。まず、先行研究の検討を徹底して行い、理論化、尺度構成などもあわせて進めた。ワーク・ファミリー・コンフリクトおよび"仕事と家族生活の両立"に関連する組織文化に関する構成概念を明らかにするために先行研究を検討して、構成概念に忠実な尺度を構成した。また、ワーク・ファミリー・コンフリクトの規定要因,ワーク・ファミリー・コンフリクトが及ぼす可能性がある職務満足,生活満足,精神健康,欠勤傾向,退職傾向などの心理学的結果変数などを先行研究の検討を通して特定した。以上の成果の一部は、まとめられ、本年度に提出された学位論文の一部に含まれた。文献レビューと尺度構成を終えたので、本年度中に調査票を作成し、次年度に大規模なサーベイ調査(郵送調査)を行うこととした。中学生とその両親を対象にして、東京区部3000世帯(住民票から無作為抽出)を対象にサーベイ調査を、次年度の6月から7月にかけて実施することとした。調査票は、両親用(夫・妻用)と子供用(中学生)の3種類をすでに作成済み、印刷済みである。従来本研究領域においては、就業者自身のワーク・ファミリー・コンフリクトの把握・分析に専ら焦点があてられ、夫婦間での影響(クロス・オーバー効果)に関する把握・分析、さらには両親のワーク・ファミリー・コンフリクトが子供に及ぼす影響、については、ほとんど検討されてこなかった。

両親・子供をセットとして把握しようと試みた調査も皆無である。成果報告書では、仕事生活と家族生活の調和・統合に関して、3つの側面を中心にして分析・検討した。第1は、組織心理学・組織行動論領域において論議されてきたワーク・ファミリー・コンフリクトについて検討した。1章ではそれに関する関連理論と先行研究から得られた知見の整理を行った。2章では、ワーク・ファミリー・コンフリクトの規定要因をめぐって、我々が行ったサーベイ調査の分析結果を報告した。第2は、仕事生活と家族生活を調整するような制度(いわゆる、ファミリー・フレンドリー制度)を通して、仕事生活と家族生活の調和・統合を検討した。3章では、ファミリー・フレンドリー制度の導入と事業所内女性占有率および組織文化との関係を扱う理論、ファミリー・フレンドリー制度が組織および従業員・家族に与える影響について先行研究から得られた知見、を報告した。さらに4章では、ファミリー・フレンドリー制度の利用しやすさと組織文化との関係をめぐって、我々が行った調査の分析結果を報告した。以上の2点は、就業者自身の仕事生活と家族生活の調和・統合をめぐる問題であるのに対して、第3は、両親の仕事が子どもに与える影響に関して検討した。5章では、それに関する関連理論と先行研究から得られた知見を報告した。6章では、両親の仕事が子どもに与える影響をめぐって、我々が行った調査の分析結果を報告した。ちなみに報告書内で分析に供されたサーベイ調査の対象世帯は、東京都練馬・板橋区に在住し、平成14年度に長子が中学生であり、長子が両親と同居している3000世帯で、サンプリング時に中学生(長子)と両親がともに世帯内にいることを条件にサンプル抽出(多段無作為抽出,確率比例抽出)した。母親(妻)・父親(夫)・子供(中学生の長子)に、別々の調査票に回答して貰い、郵便で返送して貰った(調査票の送付も郵送)。3票とも回答した世帯は494で、有効回収率は16.8%であった。
血管内皮のShear Stress感受性遺伝子のクローニングと新規活性物質の探索

本研究は血管内皮細胞が有するshear stress感受性遺伝子を探索し、その中から新規な生理活性物質を発見することを目的とした。初年度はshearstressに感受性のある内皮遺伝子の総数を評価するため、mRNAのdifferential displayを実施した。その結果、培養ヒト臍帯静脈内皮細胞に15dynes/cm^2のshear stressを6時間作用させると、differential displayで検出できたmRNA総数1507の中、発現が2倍以上に増加したものが33、逆に発現が半分以下に減少したものが27認められた。両方で約4%の遺伝子がshearstress感受性であった。2年度にはこの遺伝子群から任意の16個をクローニングし、その塩基配列を決定した。ホモロジー検索を行った結果、16個の内6個は既知の遺伝子、すなわちlaminin B1 chain, H^+-ATP synthase coupling factor 6,lysyl oxidase,myosin light chain kinase,NADH dehydrogenase,Interleukin-8 recepterで、残りの10個はホモロジーのある遺伝子が見当らなかった。この10個の中には、未知の遺伝子も含まれていると考えられた。最終年度はshear stress(15 dynes/cm^2,8時間)を作用させたヒト臍帯静脈内皮細胞のcDNAライブラリーを作成し、そこからG蛋白共役型受容体ファミリーに共通する塩基配列を利用してshear stressに反応する新規な受容体のクローニングを試みた。その結果、未知のクローン(Flow-induced Endothelial G protein-coupled receptor gene-1;FEG-1)を得た。この遺伝子は375アミノ酸からなり、アシジオテンシン受容体とケモカイン受容体と類似していた。本年度は血管内皮mRNAのdiferential display法で明らかにしたshear stressで感受性遺伝子の一部(16個)をクローニングし、その塩基配列をDNAシーケンサで決定した。gene bankのdatabaseでホモロジー検索を行った結果、16個の内6個は既知の遺伝子、すなわちlaminin B1 chain,H^+_-ATP synthase coupling factor 6,lysyl oxidase,myosin light chain kinase,NADH dehydrogenase,interleukin-8 recepterであった。残りの10個はホモロジーのある遺伝子が見当たらなかった。differential displayではmRNAのnon-codingregionを増幅する可能性があるので残り10個が全て未知の遺伝子とは言えないが、未知の遺伝子も含まれていると考えられた。今後、これらについては遺伝子の全長をさらにクローニングし、さらに、differential display法とは別にshear stressを作用させたヒト臍帯静脈内皮細胞のcDNAライブラリーを作成し、そこからG蛋白共役型受容体ファミリーに共通する塩基配列を利用してshear stressに反応する新規な受容体のクローニングを試みる予定である。本年度はshear stress(15dynes/cm^2,8時間)を作用させたヒト臍帯静脈内皮細胞のcDNAライブラリーを作成し、そこからG蛋白共役型受容体ファミリーに共通する塩基配列を利用してshear stressに反応する新規な受容体のクローニングを試みた。その結果、変性オリゴ・プライマーを用いるPCR法で二つのクローンを得た。一つは血管内皮細胞が毛細血管用管状構造に分化するときに発現するimmediate early geneであるEndothelial Differentiation Gene-1(edg-1)で、他の一つは未知のG蛋白共役型受容体であった。後者は7回の疎水性の膜貫通部と細胞外ドメインのN末端にN-glycosylation siteを含む375アミノ酸からなる蛋白で、これまでに発見されたG蛋白共役型受容体と高いホモロジーを示した。この他、アンジオテンシンIIやケモカインに対する受容体とも26-31%のホロモロジーを有していた。我々はこれをFlow-induced Endothelial G protein

-coupled receptor gene-1(FEG-1)と名付けた。FEG-1の分布をノーザンブロットで調べたところ、心、脳、胎盤、肺、肝、骨格筋、腎、膵の全てに発現していることが判明した。edg-1とFEG-1ともにshear stressに感受性があり、shear stress負荷でmRNAレベルが増加した。edg-1mRNAはshear stress 15 dyne/cm2,1時間で増加が始まり、4時間でピーク(コントロールの6.6倍)の増加が観察され、PEG-1mRNAは時間とともに増加し、24時間でコントロールの7.6倍に達した。以上の結果から、edg-1、FEG-1ともに血流変化に対する血管内皮細胞の感知・応答に関わる可能性が考えられた。
非可換ゴレンシュタイン環の研究

先ず、ネター環上の有限生成加群に対するゴレンシュタイン次元の概念を一般化して、連接環上の有限表示加群に対して弱ゴレンシュタイン次元の概念を導入した。次に、連接環について左右の極小余生成素がともに有限の平坦次元を持つならそれらは一致することを示し、更に、左右の極小余生成素がともに有限の平坦次元を持つためにはすべての有限表示右加群が上に有界な弱ゴレンシュタイン次元を持つことが必要十分であることを示した。任意に与えられたアウスランダー・ゴレンシュタイン局所環に対して、そのフロベニウス拡大環として新しいアウスランダー・ゴレンシュタイン局所環を組織的に構成する方法を与えた。具体的には、有限巡回群の群環に一種の接合積(正確には少し異なる)を定義することによってフロベニウス拡大環を構成する方法を与え、ある設定の下で、構成したフロベニウス拡大環がアウスランダー・ゴレンシュタイン局所環であることと基礎環がアウスランダー・ゴレンシュタイン局所環であることとが同値であることを示した。例えば、良く知られたフロベニウス拡大である上三角行列環等では、一般に非同型な直交冪等元の個数が増える。また、有限群の群環の場合には基礎環と森田同値になることもある。この意味で、基礎環が局所環なら拡大環が常に局所環になると云う事実は重要である。上で与えた構成方法は、群環に一種の接合積を定義すると云うより、むしろ有限群を添字集合に持つ次数環の構成とみるべきである。そこで、任意の有限群を添字集合に持つ次数環に対して、それが単位元を次数に持つ部分環のフロベニウス拡大環になるための必要十分条件を与えた。そのために、有限群を添字集合に持つ双次数環の概念を導入した。それは有限群を添字集合に持つ行列環であって、かつ、その群が右から作用してある条件をみたすものである。有限群を添字集合に持つ次数環から出発して双次数環を構成する方法を与えたが、その双次数環はもとの次数環のフロベニウス拡大環であり、群の作用の下での固定部分環としてもとの次数環を含む。更に、有限群を添字集合に持つ次数環の同型類と双次数環の同型類とが一対一に対応することを示した。非可換ゴレンシュタイン環とは通常、アウスランダー条件をみたしかつ両側で有限の自己移入次元を持つ非可換ネター環のことを意味する。このアウスランダー条件と云うのは左右対称の概念であり、有限生成加群に非常に良い圏論的なフィルター付けを与えるものであるが、必ずしもホモロジー代数的性質とはいえない面がある。即ち、導来同値の下で保存されない。また、導来圏における双対理論の観点からは、両側で有限の自己移入次元を持つ非可換ネター環で十分であり、必ずしもアウスランダー条件を必用としないと云う事実もある。他方、非可換ネター環については、左右の自己移入次元は常に一致するか?と云う未解決の問題がある。(ともに有限なら一致することは知られている。)反例は挙っていないが、肯定的な部分解も無いに等しい。本研究では、非可換ネター環に対して、両側で有限の自己移入次元を持つための必用十分条件を片側だけの条件として与えた。具体的には、nを非負整数として、与えられたネター環が左右でn以下の自己移入次元を持つためには、被約グレードがn+1以上の有限生成右加群がすべてゴレンシュタイン射影加群であり、かつ(nが2以上の場合)被約グレードがnー1以上の有限生成右加群がある幾つかの条件をみたすことが必用十分であることを示した。両側連接環上で、有限表示加群の有界な鎖複体に対して、それが有限の弱ゴレンシュタイン次元を持つと云う概念を導入し、有限表示加群の有界な鎖複体からなる導来圏を射影次元有限の鎖複体全体で割った商三角圏での理論を構築した。具体的には、先ず、加群を0次に凝縮した鎖複体とみなすとき、加群圏から導来加群圏への自然な埋め込みが、環自身による導来圏における双対がまた加群である様な有限表示加群全体を有限生成射影加群全体で割った剰余圏から、有限表示加群の有界な鎖複体からなる導来圏を射影次元有限の鎖複体全体で割った商三角圏への充満埋め込みを誘導することを示した。次に、有限表示加群の有界な鎖複体が有限の弱ゴレンシュタイン次元を持つためには、環自身による導来圏における双対がまた加群である様な有限表示加群を移動したものに依る近似を持つことが必要十分であることを示した。次に、有限表示加群に対して弱ゴレンシュタイン次元の概念を導入し、可換ネター局所環上のネター多元環が両側で有限の自己移入次元を持つためには、基礎環上の任意の素イデアルで局所化したときにすべての単純加群(有限個しかない)が有限の弱ゴレンシュタイン次元を持つ(片側だけでよい)ことが必要十分であることを示した。

一般に、可換ネター局所環上のネター多元環が両側で有限の自己移入次元を持ったとしても、必ずしもアウスランダー条件をみたす(即ち、アウスランダー・ゴレンシュタイン環となる)とは限らない。そこで、特に、可換ネター局所環上のネター多元環でかつ局所環の場合を考察し、それが後藤・西田の意味でのゴレンシュタイン環(アウスランダー・ゴレンシュタイン環の特別な場合)であるためには、単純加群(1個しかない)が有限の弱ゴレンシュタイン次元を持つ(片側だけでよい)ことが必要十分であることを示した。当該年度の研究目標をほぼ完全に達成した。研究代表者・連携研究者の各々が独自の立場からの研究を行い、研究代表者はそれらを統括する。研究代表者の星野が日本学術振興会の特別研究員(DC2)として受け入れている古賀(現在2年目)との間で毎週開催する研究セミナーに、連携研究者の西田を始めとして、関連する分野の研究者(大学院生を含む)を適宜呼んで、セミナーでの講演を依頼するとともに、こちらからも先方の研究セミナーに出向いて講演を行う等、研究打ち合わせを綿密に行い、専門的知識・最新情報の提供を受ける。さらに、国内外の研究集会に積極的に参加し、成果発表・情報収集を行い、関連分野の研究者との研究討論を活発に行う。また、得られた結果は随時学術誌に投稿する。研究代表者の星野が大学院生の古賀(現在D3)との間で毎週開催する研究セミナーに、連携研究者の西田を始めとして、関連する分野の研究者(大学院生を含む)を適宜呼んで、セミナーでの講演を依頼するとともに、こちらからも先方の研究セミナーに出向いて講演を行う等、研究打ち合わせを綿密に行い、専門的知識・最新情報の提供を受ける。次年度使用額として計上している残額は、既に出張旅費として研究実施しているが支払いが4月となったために生じたものである。これ以外の次年度の研究費の主な使用計画は下記の通りである。他機関に属する研究者を当機関に招聘し、またこちらから他機関を訪問して、他の研究者と研究打ち合わせを綿密に行う。さらに、国内外の研究集会に積極的に参加し、成果発表・情報収集を行うための旅費に使用する。そのため、次年度は研究費として旅費を重視する。
アミノ基転移反応におけるシッフ塩基の反応性を保証する酵素構造の検索

補酵素結合部位を弧状に取り巻きPLPと水素結合する残基間のネットワーク(PLP-N1,Asp222,His143,Thr139,His189,Ser136,His193,Asn194,Tyr225,PLP-03')の一部を構成するHisクラスターが共同して活性域内荷電状態の安定性を保ち、シッフ塩基の反応性を増加している可能性を明らかにするため、His143,His189,His193をそれぞれ、最も構造的に近いが荷電を持たないGlnに、あるいはAlaに置換した変異酵素を作成し、変異酵素の諸性質を野性型酵素と比較検討した。1.変異酵素の動力学的性質を野性型酵素のそれと比較したところ、基質に対する親和性を若干減少していたが、反応速度に変化は見られず、触媒活性に大きな差異は観察されなかった。2.変異酵素の吸収およびCDスペクトルを解析し、補酵素PLP結合に関する情報を得た。His189をGlnに置換した酵素ではシッフ塩基のpK値が大きく上昇していたが、他の変異体やAla置換体ではシッフ塩基の著名な状態変化は認められなかった3.変異酵素のNMRスペクトルを解析し、野性型酵素におけるHis189ピークの帰属を決定した。His189に由来するシグナルは、pHによる化学シフト変化をほとんど示さなかった。His143Gln,His193Gln変異酵素におけるHis189の化学シフト位置が野生型酵素のそれと異なることから、3つのHis残基間に相互作用があると考えられた。4.X線による変異酵素の解析では、His189と同じ空間をGln189が占めており、酵素全体構造には変化がなかった。しかし、Gln189で認められたLys258(NZ)-PLP(C4')結合への置換による影響がAla189置換体では認められなかったことは、野生型酵素でHis189側鎖と近接しているHis193-Asn194ペプチド骨格とGln189側鎖間に変異に伴う密接な相互作用により、His189Glnでシッフ塩基の状態変化が生じたことを示している。補酵素結合部位を弧状に取り巻きPLPと水素結合する残基間のネットワーク(PLP-N1,Asp222,His143,Thr139,His189,Ser136,His193,Asn194,Tyr225,PLP-03')の一部を構成するHisクラスターが共同して活性域内荷電状態の安定性を保ち、シッフ塩基の反応性を増加している可能性を明らかにするため、ブタ酵素変異体を作成し、変異酵素の諸性質を野性型酵素と比較検討した。1.His143,His189,His193をそれぞれ、最も構造的に近いが荷電を持たないGlnに置換した変異酵素を作成した。2.変異酵素の動力学的性質を野性型酵素のそれと比較したところ、基質に対する親和性を若干減少していたが、反応速度に変化は見られず、触媒活性に大きな差異は観察されなかった。3.変異酵素の吸収およびCDスペクトルを解析し、補酵素PLP結合に関する情報を得た。His189をGlnに置換した酵素では、シッフ塩基のpK値が大きく上昇していたが、他の変異酵素は野生型酵素と同様の吸収スペクトルを示した。

4.変異酵素のNMRスペクトルを解析し、野性型酵素におけるHis189ピークの帰属を決定した。His189に由来するシグナルは、pHによる化学シフト変化をほとんど示さなかった。His143Gln,His193Gln変異酵素におけるHis189の化学シフト位置が野生型酵素のそれと異なることから、3つのHis残基間に相互作用があると考えられた。補酵素結合部位を弧状に取り巻きPLPと水素結合する残基間のネットワークの一部を構成するHisクラスターが共同して活性域内荷電状態の安定性を保ち、シッフ塩基の反応性を増加している可能性を明らかにするため酵素変異体を作成し、変異酵素の諸性質を野性型酵素と比較検討した。平成6年度の結果をふまえて、より詳細な動力学的、物理化学的解析を、すでに得られている変異体について行うとともに、Ala残基置換体を作成し解析を進めた。1.帰属が決定したHis189残基シグナルに着目し、基質や基質類似体存在下におる化学シフト変化や、Hisクラスター間の相互作用による化学シフト変化を観察した結果、3つのHis残基間に相互作用があると考えられた。2.H189Gln変異酵素でシッフ塩基pK値の上昇が観察されたことから、側鎖の空間充填率が小さいAla置換酵素を作成し、シッフ塩基の状態変化が局所的な立体構造の変化によるものか、電荷の減少によるものかを検証した。Ala置換体ではシッフ塩基の著名な状態変化は認められなかった。3.X線による変異酵素の解析では、His189と同じ空間をGln189が占めており、酵素全体構造には変化がなかった。しかし、Gln189で認められたLys258(NZ)-PLP(C4′)結合への置換による影響が、Ala189置換体では認められなかったことより、野生型酵素でHis189側鎖と近接しているHis193-Asn194ペプチド骨格とGln189側鎖間に変異に伴う密接な相互作用が生じ、His189Glnでシッフ塩基の状態変化として観察されたと考えられた。4.基質類似体[^<15>N]2-methylaspartateを合成し、酵素-基質複合体におけるシッフ塩基の状態を、野性型および変異型酵素で観察する目的で、基質類似体の水溶液中におけるpK値を求めた。