hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
βＧＲＰとカードランによる簡便で低コストな組換えタンパク質固定化法の研究

これらはより大きな表面積を必要とする工業用固定化酵素としての利用を視野に入れたものである.筒状容器へ丸めて格納した膜型カードラン担体に,組換えGRP-tag融合プロテアーゼを含む大腸菌抽出液を直接添加したところ,簡便かつ高純度に組換え酵素を膜表面に固定化することができた,膜型カードラン担体はすべて生分解性の素材で構成されていることから,工業分野に限らず,使用後の回収が難しい農業や環境分野における屋外での利用が期待される.研究期間全体を通じて,概ね計画通りの進展が得られた.そこで今後はこれらの成果を医学,工学分野において実践的に利用する方法を検討していく予定である.生物工学平成25年度は,昆虫培養細胞,カイコ虫体,動物細胞によるGRP-tag融合タンパク質の分泌生産系の構築であったが,当初の予想以上に順調に進展したため,これらは年度中頃には達成した,そこで平成26年度の実施計画である,様々なカードラン担体の作製法の開発に平成25年度中から着手することができたことから,当初の計画以上に進展していると評価した.研究の目的では、実施内容を2段階に分けて設定している。(1)複数の標的タンパク質をGRP-tag融合タンパク質として大腸菌、昆虫細胞、動物細胞あるいはカイコ虫体で発現させ、GRP-tag融合タンパク質の種類や発現宿主との関係を明らかにする。(2)カードランをコーティングしたマイクロプレートにGRP-tag融合タンパク質を固定化した簡易型のプロテインチップやカードランにGRP-tag融合酵素を固定化したバイオリアクターを作製し、その実用性を評価する。平成24年度は(1)のGRP-tag融合タンパク質発現系のうち、大腸菌を用いた系を構築することを計画し、概ね達成できた。結果として、分泌タンパク質や膜タンパク質が不溶化してしまったが、これは当初から大腸菌による生産は困難であると予想していたものである。むしろ大腸菌発現系において、GRPシステムを適用すべき標的を選択する基準が明確にできたと考えている。今回不溶化した標的については、当初の計画どおり、来年度から実施する昆虫細胞、動物細胞あるいはカイコ虫体を用いてあらためて生産を試みる予定である。今年度の予備実験では、分泌シグナルを有するGRP-tagに分泌タンパク質として成長ホルモン様タンパク質を、そして膜タンパク質としてGタンパク質共役受容体を融合させて昆虫細胞で発現させることに成功している。そして前者は培地中に分泌され、後者は膜画分に局在していることを確認した。来年度はこれらを大量生産し、GRPシステムを用いて精製する方法を確立することを計画している。(2)のGRPシステムを用いた簡易型プロテインチップやバイオリアクター創出の試みは、当初計画通り最終年度に実施する予定だが、今年度からカードランコーティングするためのプロテインチップやバイオリアクター向けの新規基材の選定を開始している。平成26年度は,新たなカードラン担体の開発に邁進する.
血清レクチンの認識するがん特異的新規糖鎖リガンドの構造と生物学的意義の解明

本研究では、C型動物レクチンである血清マンナン結合タンパク質(MBP)の抗腫瘍活性に関与していると考えられる、がん細胞表面上のMBPによって特異的に認識される糖鎖リガンドの構造を解明した。1.ヒト結腸がん由来SW1116細胞のMBP-リガンドオリゴ糖鎖の構造の解明。1)SW1116細胞の可溶化物よりPA化MBPリガンドオリゴ糖鎖を単離し、質量(MS)分析を行ったところ、平均分子量が約6000に分布した。2)PA化オリゴ糖鎖のシークエンスをMS分析により解析した結果、非還元末端はルイスbまたはルイスaエピトープをもち、さらにその内側に最大4個のルイスaユニットの繰り返しが検出された。3)PA化MBPリガンド糖鎖をエンドβガラクトシダーゼで消化後、PA化コア部分を単離し、MS解析した。トリマンノシルコア構造が検出され、4本鎖を持つマルチアンテナ糖鎖であることがわかった。MBPリガンドオリゴ糖鎖はこれまでに報告のない非常にユニークな高度にフコシル化された長鎖のポリラクトサミン型N型糖鎖であることが明らかとなった。2.MBPの糖鎖リガンドを担う糖タンパク質の分離と同定。1)SW1116細胞膜画分より、アフィニティクロマトにより、MBPリガンド細胞表面糖タンパク質画分を単離した。主要な130kDaと85kDaのバンドはMS分析により、それぞれCD26およびCD98 heavy chainであることが明らかになった。2)CD26、CD98hCはいずれもPNGaseFで消化後、MBPに対する結合性を消失した。一方、エンドHにより消化したところ、CD98 heavy chainはすべてMBPに対する結合性を失ったが、CD26は、その約30%が消化後もMBPに結合し、MBPリガンドオリゴ糖鎖としてすでに明らかにしている複合型糖鎖を含んでいることが示唆された。血清マンナン結合タンパク質(MBP)はマンノース、N-アセチルグルコサミン、フコースに特異的なCa^<2+>依存性レクチンであり、がん細胞増殖抑制作用を有する。本研究は、MBPによる抗腫瘍活性の機構を解明するために、標的細胞表面上の、MBPによって特異的に認識される糖鎖リガンドの構造解析を目的としている。1)ヒト結腸がん由来SW1116細胞の可溶化物より糖ペプチドを調製し、ヒドラジン分解後ピリジルアミノ(PA)誘導体とし、得られたPA化オリゴ糖鎖をMBPカラムにかけ、MBPリガンド糖鎖画分を単離した。この糖鎖画分について、完全メチル化体のMALDI-TOF MS分析を行ったところ、リニアモードで平均分子量が約6000という高マスレンジに分布し、マスピークはルイスa/x単位、またはフコース残基の分子量の差で分かれていた。2)PAオリゴ糖鎖をイオン交換HPLCで中性糖鎖画分と酸性糖鎖画分に分離し、それぞれの完全メチル化体について、MALDI MS/MSおよびCID MS/MSにより糖鎖のシークエンスを分析した。その結果、中性糖鎖の非還元末端はルイスbまたはルイスaエピトープをもち、さらにその内側に最大4個のルイスaユニットの繰り返しが検出された。酸性糖鎖の非還元末端はシアリルルイスaであり、その内側は中性画分と同様の構造を持つことがわかった。

3)オリゴ糖鎖をエンドβガラクトシダーゼで消化後、C18カラムで、水溶出画分とアセトニトリル溶出画分に分け、MS、MS/MS分析にかけた。この結果、水画分にはインタクト糖鎖の非還元末端と同様の構造が検出され、アセトニトリル画分にはPA化トリマンノシルコア構造が検出された。また、コアは4本鎖またはバイセクティング3本鎖を持つマルチアンテナ糖鎖であることがわかった。以上の結果より、MBPリガンドオリゴ糖鎖はこれまでに報告のない非常にユニークな、高度にフコシル化された長鎖のポリラクトサミン構造をもつことが明らかとなった。1.MBPの抗腫瘍活性を誘導する糖鎖リガンドを担う糖タンパク質の分離と同定。SW1116培養細胞の膜画分より、フコース認識レクチンであるAALカラム、抗ルイスbモノクローナル抗体カラム、さらにMBPカラムにかけ、MBPリガンド細胞表面糖タンパク質(MBP-リガンドGP)を単離した。この画分はSDS-PAGEで、主として130kdaと85kdaのバンドを示すが、質量分析により、それぞれCD26およびCD98 heavy chain(hc)であることが明らかになった。CD26抗原、CD98抗原の細胞表面における発現はがんの増殖に関係していること、また、いずれのタンパク質もN-グリコシド型糖鎖付加配列をもつことが知られている。2.MBP-リガンドGP画分のグリコシダーゼ消化による解析。MBP-リガンドGP画分をN-グリカナーゼで消化し、SDS-PAGE、MBPブロッティングを行ったところ、CD26、CD98 hcはいずれも消化後、MBPに対する反応性を消失した。一方、エンドN-アセチルグルコサミニダーゼHにより消化したところ、CD98hcはすべてMBPに対する反応性を失ったが、CD26は、その約30%が消化後もMBPに反応した。したがって、CD26には、MBPリガンドオリゴ糖鎖としてすでに著者らが明らかにしている複合型糖鎖が含まれている可能性が示唆された。3.CD26タンパク質の単離と糖ペプチドの調製。MBP-リガンドGP画分をさらに抗ヒトCD26モノクローナル抗体カラムにかけ、CD26タンパク質を精製した。精製CD26を還元アルキル化後、キモトリプシン消化し、MBPカラムにより、MBPリガンド糖ペプチドを単離した。現在、この画分について質量分析によるグライコプロテオーム解析を行っているが、CD26分子にオリゴ糖鎖レベルで同定されたフコシル化ポリラクトサミン型糖鎖が載っていることを示唆する結果が得られている。
小児科病棟における薬剤有害事象の発生率測定及びリスク因子解明のための臨床疫学研究

本研究は、日本の小児科病棟における薬剤性有害事象ならびに薬剤関連エラーの疫学を初めて明らかにした。本研究から得られる結果は、日本のみならず、他の国々においても、今後の小児医療安全対策の推進改善を行うための基盤ともなるという観点から、重要かつ意義が大きいと考えられる。本年度は、研究遂行のための事前準備と、データ収集を中心に研究を進めた。事前準備として、最初に、一次データを調査するためのレビューワーを選出した。レビューワーは、小児科看護師3名ならびに管理栄養士1名の計4名を選出し、事前に作成したトレーニングマニュアルを用いて事前の訓練を行った。本研究では、設定期間中に対象施設に入院した全患者のカルテをレビューワーが経時的に調査し、患者背景(潜在的リスクファクター)並びに薬剤性有害事象や薬剤関連エラーに関するデータをすべて抽出する。事前訓練は、この作業が客観的かつ再現性をもって均一に行われるためのものであり、全てのレビューワーに対し、森本らによって確立された(Morimoto et al. Qual Saf Health Care, 2004)方法に基づいた事前訓練が行われた。十分な訓練を終えたレビューワーは、研究施設である東京慈恵会医科大学附属病院及び島根県立中央病院にそれぞれ配置され、全対象患者のカルテや疑義照会、インシデントレポートを用いて、患者背景と薬剤性有害事象及び薬剤関連エラーに関する情報を網羅的に収集した。対象患者は、東京慈恵会医科大学付属病院の小児科病棟、NICU(新生児集中治療室)及びPICU(小児集中治療室)と、島根県立中央病院の小児科病棟及びNICUに研究期間中に入院した全患者ならびに、同期間中に他病棟に入院した15歳以下の患者すべてを含む。本年度は、約900件の患者登録と一次レビューを終えた。本年度は、一次データ収集から二次、三次データレビューの全ての過程を終え、現在最終結果の詳細について解析中である。一次データ収集は、昨年度と同様、トレーニングマニュアルに沿って十分に事前訓練された小児科医師1名、小児科看護師3名、管理栄養士1名の計5名が行い、全対象患者のカルテ、疑義照会、インシデントレポートを経時的に調査し、患者背景と薬剤性有害事象及び薬剤関連エラーに関する情報を網羅的に収集した。その後、独立した2名の医師が、詳細な二次データレビューを行い、一次データ収集により収集されたイベントを薬剤性有害事象、潜在性薬剤性有害事象、除外に再分類すると共に、薬剤関連エラーの有無を評価した。更に、(潜在性)薬剤性有害事象については、種類、重症度などの詳細を評価し、薬剤関連エラーについては、エラーの発生段階、その予防可能性や責任職種などについても評価分類を行った。三次レビューは、二次レビューにより同定されたイベントとその分類評価についてConsistencyを確認する作業であり、全てのデータについて2名の医師が共同で行った。対象患者は、設定期間中に対象2施設の小児科病棟、新生児集中治療室、及び小児集中治療室に入院した全患者、並びに、同期間中に対象施設の他病棟に入院した15歳以下の患者全てで、計1189名(総入院日数12691日)であった。これら1189名における薬剤性有害事象の発生頻度は、1000患者日あたり61件、薬剤関連エラーの発生頻度は1000患者日あたり33件であった。本研究で得られた本邦の小児入院患者における薬剤性有害事象ならびに薬剤関連エラーの疫学は、本邦の小児医療現場の現状を初めて明らかにするものであり、今後の小児医療安全対策の推進改善を行うための基盤になるという観点から、本研究から得られる結果は重要かつ意義が大きい。
レニウム触媒を用いた、環境調和型炭素‐炭素、炭素‐ヘテロ原子結合形成反応の開発

炭素-炭素、炭素-ヘテロ原子結合の構築法の開発は、有機合成・有機工業化学の大きな進展をもたらすため、多くの化学者によって活発に研究がなされている研究課題の一つである。それらの反応に、アルコールを直接用いることが可能となれば、アルコールが安価かつ容易に入手可能であり、反応後の副生成物が水などであり、環境調和型の反応になると考えられる。しかし、アルコールの水酸基(OH)の脱離能が低く、またアルコールが用いる触媒の中心金属に強く配位するなどするため触媒的に反応を進行させることが困難と考えられている。それゆえに、水酸基を一旦、脱離能の良いハロゲン基などの官能基に変換した後、それらの化合物を反応剤として用い反応を行うのが一般的である。そのために、反応時のハロゲン化合物などの副生などが問題になる。申請者はレニウム錯体を利用した新規触媒的合成反応を追求する中で、レニウム錯体が従来のルイス酸触媒とは異なったユニークなルイス酸性を示し、様々な斬新かつユニークな炭素-炭素結合形成反応の触媒となることを明らかにしてきた。レニウム錯体は比較的空気、水等に安定であり、取り扱いが容易である。これらのことから、レニウム錯体を触媒に用いることにより、触媒的な利用が困難と考えられたアルコールを反応剤に用いた反応が、可能になるのではないかと考えた。そこで本研究では、レニウム錯体の触媒作用に基づく、アルコールを炭素源とする副生成物の少ない環境調和型炭素-炭素、炭素-ヘテロ原子結合形成反応の追求に取り組み、その結果、アリルアルコールとアリルシランの反応に基づく、1,5-ジエン合成、(フェニルエチニル)ベンジリデンアミンからの1,2-ジヒドロイソキノリン合成に成功した。また、レニウム触媒を用いると、アルコールがアミンのN=アルキル化剤として利用できることも明らかにした。1)レニウム触媒存在下でアルコールとトリメチルアリルシランを反応させると、カップリング反応が進行し、末端アルケンが得られるとの知見を本研究の開始段階においてすでに見出していた。そこで、2018年度は、アルコールにアリルアルコールを用いて、アリルアルコールとアリルシランの反応に基づく、1,5-ジエン合成について詳細な反応条件の検討を行い、1,5-ジエンが中高収率で得られる反応条件をまず見出した。その後、この反応を様々なアリルアルコール、アリルシランへと応用し、この反応が1,5-ジエンの合成法として利用できることを明らかにした。また、アリルシランの替わりビニルシランであるトリメチルスチニルシランを用い、アルコールとの反応をレニウム触媒存在下で行うと、立体特異的に反応が進行し、内部アルケンが得られるとの知見も得た。2)レニウム触媒存在下、アルコールと第一級ならびに第二級アミンとの反応を行うと、アミンのN-アルキル化反応が効率よく進行し、レニウム触媒を用いると、アルコールがアミンのN-アルキル化剤として利用できることが明らかになった。3)2-(フェニルエチニル)ベンジリデンアミンとニトロメタンをレニウム触媒存在下で反応させると、分子内閉環反応、続いてニトロメタンの付加反応が連続的に起こり、1,2-ジヒドロイソキノリンが得られることを見出した。そこで、この反応を詳細に検討し、1,2-ジヒドロイソキノリン誘導体の合成法としての一般性を明らかにした。1)アリルシランの替わりビニルシランであるトリメチルスチニルシランを用い、アルコールとの反応をレニウム触媒存在下で行うと、立体特異的に反応が進行し、内部アルケンが得られるとの知見を2018年度の研究で得た。そこで、2019年度はこの反応の反応条件を詳細にまず検討し、その後、様々なアルコールを用いて反応を行い、この反応の一般性を明らかにする。その後、アルコールにアリルアルコールを用ることで、1,4-ジエン合成へと展開を図る。2)アルコールをヒドロシランなど様々な反応試剤と反応させ、アルコールの様々な有機化合物へ変換を図る。3)レニウム触媒存在下、アルコールと第一級ならびに第二級アミンとの反応を行うと、アミンのN-アルキル化反応が効率よく進行し、アルコールがアミンのN-アルキル化剤として利用できることを2018年度の研究で明らかにした。しかしながら、芳香族アミンを用いた反応では、芳香族環へのアルキル基の導入が優先的に起こり、目的とするN-アルキル化生成物の収率は低いものであった。そこで、本年度は、反応条件を検討し、芳香族アミンのN-アルキル化が効率よく進行する条件を探る。4)カルボニル化合物をビニルアルコール等価体ととらえ、カルボニル化合物と2-(フェニルエチニル)ベンズアルデヒドとの反応をレニウム触媒存在下で行うと、ベンズアニュレーション反応が生起し、対応する1,3-二置換ナフタレンが得られるとの知見をすでに得ている。そこで、この反応の詳細を検討する。

それゆえに、水酸基を一旦、脱離能の良いハロゲン基などの官能基に変換した後、それらの化合物を反応剤として用い反応を行うのが一般的である。そのために、反応時のハロゲン化合物などの副生などが問題になる。申請者はレニウム錯体を利用した新規触媒的合成反応を追求する中で、レニウム錯体が従来のルイス酸触媒とは異なったユニークなルイス酸性を示し、様々な斬新かつユニークな炭素-炭素結合形成反応の触媒となることを明らかにしてきた。レニウム錯体は比較的空気、水等に安定であり、取り扱いが容易である。これらのことから、レニウム錯体を触媒に用いることにより、触媒的な利用が困難と考えられたアルコールを反応剤に用いた反応が、可能になるのではないかと考えた。そこで本研究では、レニウム錯体の触媒作用に基づく、アルコールを炭素源とする副生成物の少ない環境調和型炭素-炭素、炭素-ヘテロ原子結合形成反応の追求に取り組み、その結果、アリルアルコールとアリルシランの反応に基づく、1,5-ジエン合成、(フェニルエチニル)ベンジリデンアミンからの1,2-ジヒドロイソキノリン合成に成功した。また、レニウム触媒を用いると、アルコールがアミンのN=アルキル化剤として利用できることも明らかにした。1)レニウム触媒存在下でアルコールとトリメチルアリルシランを反応させると、カップリング反応が進行し、末端アルケンが得られるとの知見を本研究の開始段階においてすでに見出していた。そこで、2018年度は、アルコールにアリルアルコールを用いて、アリルアルコールとアリルシランの反応に基づく、1,5-ジエン合成について詳細な反応条件の検討を行い、1,5-ジエンが中高収率で得られる反応条件をまず見出した。その後、この反応を様々なアリルアルコール、アリルシランへと応用し、この反応が1,5-ジエンの合成法として利用できることを明らかにした。また、アリルシランの替わりビニルシランであるトリメチルスチニルシランを用い、アルコールとの反応をレニウム触媒存在下で行うと、立体特異的に反応が進行し、内部アルケンが得られるとの知見も得た。2)レニウム触媒存在下、アルコールと第一級ならびに第二級アミンとの反応を行うと、アミンのN-アルキル化反応が効率よく進行し、レニウム触媒を用いると、アルコールがアミンのN-アルキル化剤として利用できることが明らかになった。3)2-(フェニルエチニル)ベンジリデンアミンとニトロメタンをレニウム触媒存在下で反応させると、分子内閉環反応、続いてニトロメタンの付加反応が連続的に起こり、1,2-ジヒドロイソキノリンが得られることを見出した。そこで、この反応を詳細に検討し、1,2-ジヒドロイソキノリン誘導体の合成法としての一般性を明らかにした。1)アリルシランの替わりビニルシランであるトリメチルスチニルシランを用い、アルコールとの反応をレニウム触媒存在下で行うと、立体特異的に反応が進行し、内部アルケンが得られるとの知見を2018年度の研究で得た。そこで、2019年度はこの反応の反応条件を詳細にまず検討し、その後、様々なアルコールを用いて反応を行い、この反応の一般性を明らかにする。その後、アルコールにアリルアルコールを用ることで、1,4-ジエン合成へと展開を図る。2)アルコールをヒドロシランなど様々な反応試剤と反応させ、アルコールの様々な有機化合物へ変換を図る。
少数の学習データと深層学習を用いた舗装路面のひび割れ自動抽出

橋梁・トンネルや道路などの社会インフラの老朽化を迎え、これらのインフラをいかに維持管理していくかは重要な課題である。近年、構造物の点検の高度化・効率化に向けて深層学習の活用にかかる期待は大きい。しかし、想定される多様な環境下でデータを取得し、取得されたデータに正解データを付与した大規模な学習データを作成とすることは困難であり、データの作成をいかに省力化するかは重要な課題である。本研究課題では、舗装路面のひび割れ評価の高精度化と効率化を目的として、従来の画像処理と深層学習を組み合わせた、少数の学習データによりモデルを構築する方式を開発することを目的とする。平成30年度は、深層学習によるひび割れ抽出に取り組んだ。まず、舗装路面の画像データを新たに整備しながら、既存のコンクリート構造物を対象とした画像データを用いてコンクリート構造物のひび割れ抽出法の開発を並行して進めた。既存の半自動処理を効率的にかつ精度良く処理するために、深層学習を適用した新たな自動処理方式を開発し、従来の画像処理による自動抽出法の精度を上回ることを確認した。この方式は、舗装路面のひび割れ抽出においても適用可能である。また、舗装路面画像では特に照明の不均一性により、未学習の条件に対して頑健性が低く、多様な条件に応じた学習画像が必要であることを実験により確認した。この問題に対して、あらかじめ処理を施した画像を入力とする方式を開発し、検証実験により比較的小規模な学習データにおいて高精度に処理できることを確認した。コンクリート構造物の画像データを用いて、基盤とする深層学習を用いたひび割れ抽出法を開発した。この手法により、従来の画像処理による自動抽出法を上回る性能が得られることを確認している。また、深層学習による手法を舗装路面データに適用して、照明変動の影響が問題であることを明らかにした。その対策として前処理を導入することにより、小規模な学習データにより高精度な処理を実現可能であることを実証できた。以上より、基盤となる手法の構築が完了し、画像処理と組み合わせることにより比較的少量の学習データにより深層学習が可能なことを確認できており、おおむね順調に進展している。これまでに基盤となる手法を構築しており、舗装路面のひび割れ評価の実用化に向けて、開発したモデルの適用と深層学習を用いて処理を高精度化することが課題である。そのために次の2点について検討する。まず、現状の処理モデルの性能を向上させるため、深層学習の枠組みによる改良を図る。また、画像上の視認性の低い箇所の検出性能を向上させるために、後処理として未検出箇所の自動検知モデルを開発する。次年度使用が生じた理由は、旅費を当初計画より抑えられたからである。次年度に、研究成果発表のための旅費として活用する予定である。
軽量高強度な制振合金へチタン合金を展開する組織設計制御指針の構築

チタン合金を軽量高強度な制振合金へ展開するため、Ti-Nb合金における焼入れマルテンサイト組織と材料特性の相関関係を明らかにした。Ti-Nb合金以外にV, Cr, Mo, Feを用いたTi基二元合金により他の合金元素での可能性も探ったが、制振性を向上させるには、Ti-Nb合金に優位性があることが分かった。さらに、TiNbAl三元系合金による評価を行った結果、この合金系での焼入れマルテンサイト組織を利用した、軽量高強度な制振合金を設計する新しい組織設計制御指針を構築した。平成27年度は、他の二元系チタン合金の特性評価への展開するため前段階として、Ti-Nb合金において組織設計制御指針のベースとなるデータを取得してより深く理解することを主な目的とし、焼入れマルテンサイト組織の結晶学的特徴と機械的特性、および塑性加工に伴うそれらの変化の解明に重点を置いて研究を行った。合金としてはTi-(550)mass%Nb合金を使用して、負荷除荷繰返引張試験の結果から、曲線の傾きを算出し、弾塑性変形に伴う相変態・構造変化挙動を予測した。溶体化焼入れにより凍結形成されたα'およびα"マルテンサイト組織では、弾性域でも連続的な弾性勾配の変化が生じている結果が得られ、このような初期組織状態では、わずかな塑性変形でも材料特性が大きく変化することが明らかになった。また、圧延に伴うX線回折プロファイルの変化より、Ti-(1520)Nb合金ではα'あるいはα"の単相組織から、α'や格子定数の異なるα"の二相あるいは複相組織に変化し、その結果、制振性の指標となる内部摩擦の大幅な向上につながっていることを示唆した。さらに、その場引張X線回折測定で得られた結果より、わずかな弾性変形および塑性変形に伴う格子定数や応力負荷・除荷状態の構造変化を明らかにし、材料特性の変化との相関関係についても検討を行った。他の二元系合金への展開としては、Ti-Mo系合金も検証の対象とし、Ti-8mass%Mo合金を用いて同様な評価を行い、Ti-20Nb合金と同様、弱加工による大幅な内部摩擦の向上が見込めることも明らかにした。Ti-Nb合金を用いて、制振性を向上させる組織状態とメカニズムを明らかにするための実験データ取得と解析を行うことができた。他の二元合金への展開が、平成27年度はTi-Mo合金のみであり、他合金系についても合金作成と評価実験を進めていく必要がある。平成28年度はこれまでの研究実績から得られた結果から、Ti-Nb合金における溶体化焼入れ材の制振性に及ぼす相安定性の観点で明らかにしておくべき現象があり、新たに構成した装置を用いて制振性の温度・周波数特性を測定し、金属組織および弾塑性変形挙動の結果とあわせて評価することに主眼を置いた。特にα'マルテンサイト組織とα"マルテンサイト組織の、温度や熱サイクルに対する制振性の違いについては新たな知見が得られている。100°Cまでの加熱・冷却サイクルにおいて、α'マルテンサイト組織では1stパスより2ndパス以降の方が、内部摩擦が増加するのに対し、α"マルテンサイト組織では2ndパス以降の方が減少した。前者はα'の構造変化に起因すると考えられ、後者は凍結空孔などの格子欠陥の減少に起因すると考えられる。この観点から、各組織に対してサブゼロ処理および100°C加熱処理後の結晶構造および相構成についても調査した。α'およびα"ともに相構成の変化はほとんどないが、熱履歴により溶体化焼入れの状態よりも単位体積の収縮が生じた。ヤング率に関しては、熱履歴による変化は少ないが、内部摩擦は熱履歴による増減が顕著である。これらは単位体積、マルテンサイトの組織形態、格子欠陥に起因すると考えられる。また、負荷除荷繰返引張試験の結果からも、弾性域の初期段階においてマルテンサイト組織では勾配の変化があり、溶体化焼入れ組織の影響が出ていると考えられる。これらの相安定性が制振性にも大きく影響していることがわかり、制振性を高める組織設計制御を行う際の指針に用いられると考えられる。平成28年度は、平成27年度に新たに構成した減衰能測定装置を用いて、Ti-Nb合金における制振性の温度および周波数特性を測定して系統的に評価し、温度に対する各マルテンサイト組織の相安定性と制振性の相関関係を検討することができた。また、幅広い組成におけるTi-Nb合金溶体化焼入れ組織の引張試験片を作製して負荷除荷繰り返し引張試験を行い、それぞれの応力ひずみ曲線の詳細な比較検討により、負荷時と除荷時の組織状態の変化について考察することができた。本研究課題は、生活や生産の場で生じている「振動・騒音」の課題に取り組むために、チタン合金を軽量高強度な制振合金へ展開する、新しい組織設計制御指針を構築することを目的として行った。平成27年度では、これまでに行ってきたTi-Nb合金の焼入れマルテンサイト組織を活用したる制振性を向上させる要因を、機械的性質と組織の関係を調べることによってより明確にするため、弾塑性変形に伴う相変態・構造変化挙動や、弾性変形および塑性変形に伴う格子定数や応力負荷・除荷状態の構造変化を明らかにし、相関関係について考察を加えた。平成28年度では、Ti-Nb合金の焼入れマルテンサイト組織の制振性に関して、温度と周波数の影響を明らかにするため、100°Cまでの加熱・冷却サイクルにおけるヤング率と内部摩擦の変化について調査した。

α'マルテンサイト組織では温度上昇による制振性の増加や、α"マルテンサイト組織では減少などが生じ、温度変化に伴う相安定性や凍結空孔などの格子欠陥の減少などに起因していることを検討した。そして平成29年度では、まずV, Cr, Mo, Feを用いたTi基二元合金の焼入れマルテンサイト組織に対する評価を行った。その結果、安定相との格子定数の差を検討することにより、制振性を向上させるためには、Nbに優位性があることを明らかにした。さらに、TiNbAl三元系合金を作製し、同様な評価を行った。Ti-18Nb合金に対して、1,4,7%のAlを加えることによりTi-Nb二元合金よりも強度の向上が見込まれ、また添加量によってヤング率と内部摩擦は増減することが明らかとなり、軽量高強度な制振合金へ展開するための新しい組織設計制御指針を構築した。チタン合金を軽量高強度な制振合金へ展開するため、Ti-Nb合金における焼入れマルテンサイト組織と材料特性の相関関係を明らかにした。Ti-Nb合金以外にV, Cr, Mo, Feを用いたTi基二元合金により他の合金元素での可能性も探ったが、制振性を向上させるには、Ti-Nb合金に優位性があることが分かった。さらに、TiNbAl三元系合金による評価を行った結果、この合金系での焼入れマルテンサイト組織を利用した、軽量高強度な制振合金を設計する新しい組織設計制御指針を構築した。これまでの制振性の評価に加えて、周波数特性や温度特性も評価できるように装置を増設して構成した。これを用いてTi-Nb合金の評価を進めるとともに、V、Cr、Mo、Feを用いた二元合金も作製し、評価を進めていく計画を立てている。他の二元系合金でも評価を検討して進めているが、制振性向上とその安定性の観点からはTi-Nb系が比較的適していると考えられる。測定手法が整ったため、他のTi二元合金系でのデータをさらに取得するとともに、新たにTi-Nb-Al合金系の評価も行い、組織設計制御指針の構築を図る。材料加工・組織制御工学装置の仕様を一部変更したために、物品費に余剰金が生じた。また、平成28年度に行われる国際会議の参加登録費の支払い日と開催日の関係で、翌年度に持ち越しとなった。本年度の使用額はほぼ計画通りであったが、今年度参加する国際会議を国内で開催されるPRICM9にしたため、申請時に計画していた海外旅費と参加登録費が、そのまま持ち越しとなっている。また、装置の修理費も計上していたが、平成28年度までに装置に不具合が生じていないため、次年度使用額が生じた。装置を構成するための追加物品やと合金を作成するための純金属素材などの消耗品を購入する。また、国際会議の参加登録費の支出に用いる。装置の不具合に備えている予算で一部の交換消耗部品を購入し、それ以外に使用見込みが生じない場合は、合金を作成するための純金属素材などの消耗品を購入して、有効に活用する。また、海外で開催される国際会議の旅費と参加登録費に用いる計画も立てている。
冠柳３詞人による南渡前後の詞研究

本年度は王観を取り上げて調査研究を進めた。初年度であるため、データ入力するテキスト類の選定および入力に一定の時間をかけた。まずは各種詞選集を揃え、静嘉堂文庫に収蔵される詞選集を中心に調査した。特に清朝の蔵書家である労権の書入れと活字本との対照は有意義であった。王観については詞選集の収録状況から『花庵詞選』に輯録された作品を中心に読まれ研究が進められてきたことを確認した。なお『花庵詞選』の選録基準を知るための作業の一環として著者である黄昇自身の詞集『散華庵詞』の四庫提要の訳注を作成し『風絮』15号に掲載した。一方で王観の伝記研究および作品の作者同定を進め、『全宋詞』収録の際の原本を再調査した。その中で類書『詩淵』から輯録された十二首がすべて寿詞であり、かつそのうち一首は徽宗朝以前に伝わったとされる『高麗史』「楽志」に含まれていることに気づき精査。そこに作品が収録されており、王観とあまり時代が変わらないと思われる蘇庠の詞と伝記の訳注を『風絮』15号に掲載した。なお王観の寿詞十二首のうち十首の詞牌は「減字木蘭花」、さらに同一箇所に同一句を置いており、連作であった可能性が高い。そこで詞における連作の意味を考察した。北宋における寿詞の位置づけ、詞牌の使用頻度から、王観の寿詞の連作は当時かなり奇抜なものだったと結論づけた。連作以外の寿詞に、南宋末元初の類書『新編通用啓箚截江網』に収録されたものがあり、寿詞の流行にともなって長く王観の詞が流行していたことが推測できる。王観を中心に、皇帝の大宴や高麗との音楽交流の中で寿詞が一定の役割果たしたこと、また詞の連作の意味を明らかにできたことは少なからぬ意義を有する。王観については最も早いと思われる輯佚書『唐五代宋遼金元名家詞集六十種輯』所収本の確認ができないため、公刊を見合わせた。康与之については十分な進展が見られないため。『唐五代宋遼金元名家詞集六十種輯』を閲覧するため台湾大学図書館を訪問し、確認したうえで王観についての論文を公刊する。当初の研究計画に従って、康与之および晁補之について確実に進めることにつとめる。計画変更の必要は現時点ではないと判断している。物品費として予定していた書籍の購入費用に未使用分がでたため次年度使用額が生じた。2年目に予定していた国内旅費と合わせて、台湾大学図書館へ資料調査に赴く旅費とする。
作物と雑草との相互作用に関する研究 特に, 化学物質を中心として

本研究は畑作物の栽培技術の向上に関する基礎資料を得る目的のもとに,作物と雑種との相互作用を化学物質の面から明らかにしようと試みたものである.実験にはコムギ,オオムギ,エンバク,ダイズ,エンバク,ルーピン,アルファルファ,シロクローバ,ヨモギ,オオツメクサ,スズメノテッポウ,チドメグサ,ヤエムグラおよびドクグミを供試した.得られた結果はつぎのように要約される.(1)作物および雑草の水抽出物はイネの幼苗の生育を抑制した.特に,コムギ,エンバク,シロクローバ,オオツメクサ,チドメグサ,ドクダミにおいて著しかった.また,ナタネの発芽はエンバク,ダイズ,ルーピン,アルファルファの抽出物によって抑制された.(2)作物および雑草遺体の埋没処理はダイコンの初期生育を抑制した.抑制作用の大きかった植物はエンバク,オオムギ,ヤエムグラ,ヨモギであった.エンバク,ヤエムグラ,オオムギの埋没処理はトマトの生育を抑制した.(3)アルファルファの浸出液はダイコンの初期生育を抑制し,乾物重を低下させた.(4)エンバクおよびアルファルファ植物(跡地)土壌のメタノール抽出物ダイコンの発芽を阻害し,またエンバクではダイコンの胚軸の伸長を抑制した.アルファルファの抽出物はイネの初期生育を抑制した.これらの結果は両作物の植生土壌にはアレロパシー物質が存在することを推察させた.(5)エンバクおよびアルファルファ地上部のメタノール抽出物はイネの初期生育を抑制し,両作物にはアレロパシー物質の存在が推察された.(6)エンバク,アルファルファ,オオツメクサおよびチドメグサ地上部のメタリー抽出物を活性炭カラムクロマトグラフィで分画した結果,活性部分はフラクションNo12, No5/6およびNo10であった.エンバクおよびオオツメクサのフラクションNo12について薄層クロマトグラフィで分画後,紫外吸収スペクトルで検討した結果,活性部に芳香族化合物の存在が推定された.本研究は畑作物の栽培技術の向上に関する基礎資料を得る目的のもとに,作物と雑種との相互作用を化学物質の面から明らかにしようと試みたものである.実験にはコムギ,オオムギ,エンバク,ダイズ,エンバク,ルーピン,アルファルファ,シロクローバ,ヨモギ,オオツメクサ,スズメノテッポウ,チドメグサ,ヤエムグラおよびドクグミを供試した.得られた結果はつぎのように要約される.(1)作物および雑草の水抽出物はイネの幼苗の生育を抑制した.特に,コムギ,エンバク,シロクローバ,オオツメクサ,チドメグサ,ドクダミにおいて著しかった.また,ナタネの発芽はエンバク,ダイズ,ルーピン,アルファルファの抽出物によって抑制された.(2)作物および雑草遺体の埋没処理はダイコンの初期生育を抑制した.抑制作用の大きかった植物はエンバク,オオムギ,ヤエムグラ,ヨモギであった.エンバク,ヤエムグラ,オオムギの埋没処理はトマトの生育を抑制した.(3)アルファルファの浸出液はダイコンの初期生育を抑制し,乾物重を低下させた.(4)エンバクおよびアルファルファ植物(跡地)土壌のメタノール抽出物ダイコンの発芽を阻害し,またエンバクではダイコンの胚軸の伸長を抑制した.アルファルファの抽出物はイネの初期生育を抑制した.これらの結果は両作物の植生土壌にはアレロパシー物質が存在することを推察させた.(5)エンバクおよびアルファルファ地上部のメタノール抽出物はイネの初期生育を抑制し,両作物にはアレロパシー物質の存在が推察された.(6)エンバク,アルファルファ,オオツメクサおよびチドメグサ地上部のメタリー抽出物を活性炭カラムクロマトグラフィで分画した結果,活性部分はフラクションNo12, No5/6およびNo10であった.エンバクおよびオオツメクサのフラクションNo12について薄層クロマトグラフィで分画後,紫外吸収スペクトルで検討した結果,活性部に芳香族化合物の存在が推定された.1.作物および雑草の遺体がダイコンならびにトマトの出芽・生育に及ぼす影響10種の作物および雑草を供試し、地上部を細かく切り土壌を詰めた素焼鉢に加え、土壌と撹拌後ダイコンおよびトマトを播種した。播種後10日間出芽を調査し、およそ1カ月後地上部乾物重を測定した。供試した10種のうち、エンバク,アルファルファ,オオムギ,ヤエムグラ,オオツメクサ,チドメグサおよびスギナの遺体はダイコン,トマトの出芽を抑制した。また、エンバク,アルファルファ,ヤエムグラ,オオツメクサおよびチドメグサ地上部の水抽出液はイネの第2葉鞘の伸長を抑制した。2.アレロパシー物質の同定1)カラムクロマトグラフィによる分画:アレロパシー作用の大きかったアルファルファ,エンバク,オオツメクサおよびチドメクサをメタノール(70%)で抽出し、カラムクロマトグラフィで分画後、各分画についてイネを用いて生物検定した。アルファルファの抽出液はアセトン溶液(水に対する割合)020%,4050%,90100%において抑制した。

チドメグサでは1050%,90100%において、またオオツメクサでは2030%,5060%において抑制が認められた。2)アセトン分画部分の呈色反応:カラムクロマトグラフィで分画した部分について、3種類の指示薬を用いて呈色反応を検討した。アセトン溶液1020%分画においてはジアゾ化スルファニル酸に反応した。4050%の分画ではドラゲンドルフ(脂質用,アルカロイド用)指薬に、また90100%ではアルカロイド用に反応し、フェノール,アルカロイド,脂質類の存在が示唆された。3)GC-MSおよび赤外吸収スペクトルによる分析:アセトン分画で得られた抑制部分をGC-MSおよび赤外吸収スペクトルで分析を進めており、チドメグサからソルビタンの赤外吸収スペクトルと類似のスペクトルが得られた。
Caチャネルの‘run-down'についての研究

初年度(昭和63年度)は、L型Caチャネルを活性化する細胞内蛋白(CCAP)の精製法を、リポゾ-ムに再構成した心筋Caチャネルをアッセイ系に用いて検討した。その結果、CCAPはゲル濾過では分子量200ー300kDに相当する位置に移動すること、およびDEAE-吸着カラムでは100ー150mMのKClで溶出されることが明らかになった。また、部分精製したCCAPを心筋細胞のinside-outパッチに投与すると、run-downしたCaチャネルが回復することが確認された。次年度(平成元年度)は、CCAP精製法を更に検討し、ゲル濾過、DEAE-吸着、硫安分画、熱処理等を組み合わせた方法を確立した。この方法で調製した蛋白をSDSーポリアクリルアミド電気泳動法でみると主バンドとして約100kDの蛋白が認められた。CCAPのこれらの性質は、Caチャネルの構成蛋白やチャネルに作用することが知られているAキナ-ゼ等とは異なるものである。次に、CCAPの組織分布をパッチクランプ法を用いて検討したところ、脳、骨格筋、肝臓には存在するが、腎臟には存在しない(又は非常に少ない)という結果が得られた。この組織分布は、やはりCaチャネルやAキナ-ゼとは異なるもので、上の生化学の結果と合致する。更に、CCAPによるCaチャネル活性化の機序をパッチクランプ法で検討した(Caチャネル開口剤Bay K 8644の存在下)ところ、CCAPはチャネルの数や単一チャネルコンダクタンスには作用せず、もっぱら開口確率を増大させることが判明した。この研究により、心筋Caチャネルのrun-downはCCAPの失乏により起こることが判明した。CCAPによるCaチャネルの活性化は、イオンチャネル一般の新しい調節機構である可能性が高いので、今後ともCCAPの生化学的性質や生理作用について研究を進めていくことが極めて重要であると思われる。Caチャネルには2、3のサブタイプがあるが、最も一般的なL型はチャネルの細胞内側が人工液で潅流されるとその活動が消失することが知られており、run-down現象と呼ばれている。心筋のCaチャネルのrun-downが心筋組織抽出物で阻止されることから、何らかの細胞内蛋白がチャネルの活動に関与することが示唆されている。この研究はこの未同定の蛋白を精製すると同時に、同蛋白のチャネルへの作用機序を解明することを目的として計画された。今年度(初年度)は、同蛋白の精製を進めるために生化学的実験に重点をおき研究を進めた。1.ウシ心筋Caチャネルを可溶化しリボゾームに再構成した。リポゾームにCaを負荷し膜電位をvalinomycinとKの濃度勾配を利用して変化させ、電位依存性のCa流出を蛍光色素fura-2の蛍光強度の変化として蛍光光度計を用いて測定した。このCa流出は、Caチャネル阻害剤で抑制され、Caチャネルアゴニストで増強されたので、Caチャネルを通ると結論された。また、Aキナーゼのリン酸化によりCa流出が増加することも判明した。2.再構成リポゾームをアッセイ系として、Caチャネルを活性化する物質の部分精製を試みた。ゲル濾過による分画では分子量2030万の部位がCa流出を促進することが見い出された。DEAE-sepharoseカラムでは、約250mMのKClで溶出されることが明らかとなった。さらに、この部分精製蛋白をinside-outパッチに投与すると、run-downしたCaチャネルの活動が回復することが確認された。しかし、SDS-PAG電気泳動では主バンドは2030万ではなく10万以下にあった。

この理由として、蛋白の凝集、サブユニット形成、酵素による分解等の可能性が考えられた。初年度(昭和63年度)は、L型Caチャネルを活性化する細胞内蛋白(CCAP)の精製法をリポゾ-ムに再構成した心筋Caチャネルをアッセイ系に用いて検討した。その結果、CCAPはゲル濾過では分子量200ー300kDに相当する位置に移動すること、およびDEAEー吸着カラムでは100ー150mMのKClで溶出されることが明らかになった。また、部分精製したCCAPを心筋細胞のinsideーoutパッチに投与すると、runーdownしたCaチャネルが回復することが確認された。次年度(平成元年度)は、CCAP精製法を更に検討し、ゲル濾過、DEAEー吸着、硫安分画、熱処理等を組み合わせた方法を確立した。この方法で調整した蛋白をSDSーポりアクリルアミド電気泳動法でみると主バンドとして約100kDの蛋白が認められた。CCAPのこれらの性質は、Caチャネルの構成蛋白やチャネルに作用することが知られているAキナ-ゼ等とは異なるものである。次に、CCAPの組織分布をパッチクランプ法を用いて検討したところ、脳、骨格筋、肝臓には存在するが、腎臓には存在しない(又は非常に少ない)という結果が得られた。この組織分布は、やはりCaチャネルやAキナ-ゼとは異なるもので、上の生化学の結果と合致する。更に、CCAPによるCaチャネル活性化の機序をパッチクランプ法で検討した(Caチャネル開口剤Bay K 8644の存在下)ところ、CCAPはチャネルの数や単一チャネルコンダクタンスには作用せず、もっぱら開口確率を増大させることが判明した。この研究により、心筋CaチャネルのrunーdownはCCAPの失乏により起こることが判明した。CCAPによるCaチャネルの活性化は、イオンチャネル一般の新しい調節機構である可能性が高いので、今後ともCCAPの生化学的性質や生理作用について研究を進めていくことが極めて重要であると思われる。
ブートストラップ法を用いた品質管理・マーケティング手法に関する研究

本年度は、自己相関が存在する工程における管理図の管理限界線の構成について,ブートストラップ信頼区間構成法をどのように導入するかについて検討した.工程モデルとしてARモデルを想定し、モデルベースのブートストラップ時系列の生成方法とパーセンタイル法による管理限界線の構成方法を定式化した.さらに,提案手法の妥当性を調べるために,従来管理図やMoving Blocksブートストラップ法による管理図を比較対象として取り上げて,化学工程のデータへの適用やシミュレーション実験を行った.その結果,おおむね提案手法が有効であることが示された.また,選好順序データから確率的選択モデルに基づくプロダクトマップの推定を行い,新たのブランドポジショニング法(Order-Logit Map)を示した.Order-Logit Mapは,ロジットモデルを導入して,被験者の選考ベクトルとブランドの布置を同時に推定するものである.被験者の選好順序データを用いるので,推定に必要な被験者数を減らすことができた.従来のLogitモデルの推定量の標準誤差や検定などについて,従来は漸近的な分布に基づいて行っていたが,ここではブートストラップ法を用いてより精度の高い評価を行った.提案モデルの妥当性を示すために,実例として日本のビールブランドを取り上げてその有効性を示した.本年度は,ブートストラップ法の品質管理への応用として,工程分布形に依存しないブートスラップ管理限界線構成法を提案した.従来の管理図は,工程が統計的管理状態にある場合に,品質特性データは互いに独立で正規分布に従うという仮定に基づいている.しかしながら,実際には,測定されるデータの分布が非常に歪んでいることがある.本研究で用いられるブートストラップ法は,コンピュータを活用したノンパラメトリックな方法であり,正規性の仮定なしで管理図を構成することを可能とする.本研究では,ブートストラップ信頼区間推定法としてよく知られているBCa,ABC,Bootstrap-t法を用いたX^^-s^2管理図の構成方法を提案した.これらは,従来のブートストラップ管理図に関する研究において用いられていない方法であった.シミュレーション実験結果から,工程分布が歪んでいる場合に,Percentile法及びBCa法が標準的方法よりも優れていることが示された.本研究の拡張として,工程データに自己相関が存在する場合の管理図構成法についても検討を始めている.因子モデルにおけるブートストラップ適合度指標検定法についても,成果が得られている.因子分析や共分散構造分析で使われている適合度指標(RMR,GFI,AGFIなど)は,完全適合値と比較してモデルの妥当性が検討される統計量である.しかしながら,実際にはサンプリング誤差が存在するため,これらを考慮したless-than-perfect値と比較する必要がある.ブートストラップ法の導入により,仮説モデルにおけるless-than-perfect値やそれらの標準誤差を求めることができ,サンプリング誤差を考慮したモデル選択が可能となった.本年度は、自己相関が存在する工程における管理図の管理限界線の構成について,ブートストラップ信頼区間構成法をどのように導入するかについて検討した.工程モデルとしてARモデルを想定し、モデルベースのブートストラップ時系列の生成方法とパーセンタイル法による管理限界線の構成方法を定式化した.さらに,提案手法の妥当性を調べるために,従来管理図やMoving Blocksブートストラップ法による管理図を比較対象として取り上げて,化学工程のデータへの適用やシミュレーション実験を行った.その結果,おおむね提案手法が有効であることが示された.また,選好順序データから確率的選択モデルに基づくプロダクトマップの推定を行い,新たのブランドポジショニング法(Order-Logit Map)を示した.Order-Logit Mapは,ロジットモデルを導入して,被験者の選考ベクトルとブランドの布置を同時に推定するものである.被験者の選好順序データを用いるので,推定に必要な被験者数を減らすことができた.従来のLogitモデルの推定量の標準誤差や検定などについて,従来は漸近的な分布に基づいて行っていたが,ここではブートストラップ法を用いてより精度の高い評価を行った.提案モデルの妥当性を示すために,実例として日本のビールブランドを取り上げてその有効性を示した.
モノマー配列制御に基づく新規官能性ビニル重合体の合成と機能

近年、側鎖糖残基を機能素子とする高分子(グライコポリマー)に関する研究が広範に行われている。しかし、ブロック共重合体のように、セグメント単位でのモノマー連鎖配列が制御されたグライコポリマーの合成例はごく限られており、分子構造と機能との相関は未だ明らかではない。本科学研究費補助金による平成10年度の研究では、WGAレクチンを特異的に認識するN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)残基を側鎖に有するホモポリマーならびにブロック共重合体を精密合成すると共に、分子構造(モノマー連鎖配列)とレクチン認識能との相関について検討し、以下の成果を得た。1.水酸基とアミノ基を保護したグルコサミン含有ビニルエーテル(VE)を新たに設計し、CH_3CH(OiC_4H_9)OCOCF_3/EtAlCl_2/1,4-dioxane系開始剤を用いてリビングカチオン重合させることに成功した。生成ポリマーの脱保護基反応とN-アセチル化により、側鎖にGlcNAc残基を有する単分散グライコポリマーが合成可能であることを示した。さらに、イソブチルVE(IBVE)をコモノマーとするリビングブロック共重合により、重合度や組成比を異にするGlcNAc残基含有両親媒性ブロック共重合体が幅広く設計出来ることを明らかにした。2. GlcNAc残基含有ブロック共重合体における分子構造の相違がWGAレクチンとの相互作用に及ぼす影響について検討した。その結果、ポリマーのWGAレクチン認識能はGlcNAc単糖ならびにそのオリゴマーに比べ数百倍高いこと、さらに、疎水性IBVEセグメントを導入したブロック共重合体が、GlcNAc含有ホモポリマーに比してより高い認識能力を示すことを明らかにした。また、ブロック共重合体におけるレクチン認識には、最適な組成比が存在することが示唆され、糖鎖高分子の機能発現におけるセグメント単位でのモノマー配列制御の重要性を実験的に示した。平成9年度は、親水性ならびに疎水性モノマー単位の連鎖配列が異なるグルコース含有両親媒性ビニルエーテル(VE)共重合体を精密合成して、モノマー配列が高次構造形成挙動に与える影響を検討し、以下の成果を得た。1.イソプロピリデン基で水酸基を保護したグルコース含有VE(IpGluVE)とイソブチルVE(IBVE)を仕込み比20/100で用い、CH_3CH(OiBu)Cl/ZnI_2系開始剤によるリビングカチオン共重合により単分散の前駆体共重合体を合成した。本リビング重合系におけるモノマー反応性比を見積もったうえで、共重合体が比較的ランダムな連鎖配列を有することを実験的に検証した。これを統計的共重合体とし、連鎖配列の異なる対照用試料として、単分散ブロック共重合体を逐次リビング共重合により合成した。最後に、トリフルオロ酢酸:水混合系による脱保護基反応を行い、分子量と組成比がほぼ同一で、連鎖配列のみ異なる両親媒性共重合体を合成することに成功した。2.IpGluVEセグメントの良溶媒であり、IBVEセグメントの非溶媒であるDMSO中での緩和時間測定の結果、ブロック共重合体のIBVEセグメントの運動性は著しい温度依存性を示し、さらに、同じ選択溶媒であるDMF中でのGPC測定において、統計的共重合体が単分子溶解するのとは対照的にブロック共重合体が多分子ミセルを形成することが示唆された。光散乱測定により、ブロック共重合体がDMF中で分子量474万、慣性半径31.2nmの球状ミセルを形成していることを明らかにし、より凝集しやすい連鎖配列であることを実験的に示した。3.さらに、両親媒性共重合体より調製したキャスト膜の表面構造の外部環境応答挙動を、膜表面の親水性の評価により調べた。水への浸漬と空気中でのアニーリング処理を繰り返しても統計的共重合体の表面構造は大きく変化しないのに対し、ブロック共重合体では外部環境に応じて表面構造の再構築が誘起されることを確認した。

その結果、ポリマーのWGAレクチン認識能はGlcNAc単糖ならびにそのオリゴマーに比べ数百倍高いこと、さらに、疎水性IBVEセグメントを導入したブロック共重合体が、GlcNAc含有ホモポリマーに比してより高い認識能力を示すことを明らかにした。また、ブロック共重合体におけるレクチン認識には、最適な組成比が存在することが示唆され、糖鎖高分子の機能発現におけるセグメント単位でのモノマー配列制御の重要性を実験的に示した。