hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単結晶グラファイトを用いたKr吸着膜の界面摩擦の研究

本研究課題『単結晶グラファイトを用いたKr吸着膜の界面摩擦の研究』は単結晶グラファイト基板と単原子Kr吸着膜を用いて,基板原子配置に対する吸着膜の滑り方向を制御しながら整合相と不整合相での静摩擦状態と動摩擦状態とその転移の性質を明らかにすることを目的としている.本年度の研究実施計画に沿い,界面摩擦の膜構造依存についての実験を,振動方向とa軸のなす角度が0度の試料に対して行った.その結果,流体相では非常に小さい摩擦力が整合相に入ると急増し,整合相から不整合相になるところで摩擦力が小さくなることが明らかになった(Journal of Physics: Conference Series, 89, 012006(2007)).グラファイト基板上単原子吸着膜において膜構造による摩擦力の明瞭な変化が観測されたのは初めてであり、重要な結果であると考えている.さらに,不整合相において,密度を増していくと摩擦力が大きくなるという現象が観測された.また,複数の温度において摩擦力の膜構造依存を測定し比較したところ,不整合相において高温ほど摩擦力が大きくなることが明らかになった(日本物理学会2008年3月).不整合相においては,一部の吸着原子が第1層の上層に吸着することが知られており,高温になるほど上層の吸着原子が増加する.この上層の吸着原子が第1層に対してピン止め中心の役割を果たし,摩擦力を増加させている可能性が考えられる.このように,整合相・不整合相における界面摩擦の性質の詳細が明らかになりつつあり,静摩擦・動摩擦状態間の転移の性質を明らかにするために有用な知見が得られた.本研究課題『単結晶グラファイトを用いたKr吸着膜の界面摩擦の研究』は,単結晶グラファイト基板と単原子Kr吸着膜を用いて,基板原子配置に対する吸着膜のすべり方向を制御しながら整合膜と不整合膜での静摩擦状態と動摩擦状態とその転移の性質を明らかにすることを目的としている.本年度の研究実施計画に沿い,まず,1)単結晶グラファイト付き水晶の準備を行なった.その後,2)静摩擦状態と膜構造依存についての実験に着手した.1)膨潤させた単結晶グラファイトを水晶振動子に熱圧着させる技術の開発に成功した.この技術により、水晶振動子の振動方向と結晶のab面の配向を±5度以内で制御することが出来るようになった.製作した単結晶グラファイト付き水晶は,振動方向とa軸とのなす角度が0度と30度の二つである.2)1)で準備した二つの水晶を用いて,グラファイト基板上Kr吸着膜の界面摩擦の予備的な測定を,ある一定の振動振幅において行なった.その際,二つの水晶を同じセルにセットし同時に測定を行うことで,同じ面密度における界面摩擦の比較を可能にしている.振動方向とa軸のなす角度が0度の系では,基板の周期ポテンシャルの変化が大きいために摩擦が大きくなることが期待される.測定の結果,整合相になるまでは界面摩擦は非常に小さく,整合相から不整合相へ変化する面密度で大きくなるという現象が観測された.一方,界面摩擦が比較的小さくなることが期待される,振動方向とa軸のなす角度が30度の系では,整合相から不整合相へ変化させても界面摩擦は小さいままであった.これらの結果は,単原子Kr吸着膜の界面摩擦がグラファイト基板の原子配置に対するすべり方向に強く依存することを示唆している.現在,吸着膜の界面摩擦におけるすべり方向依存性について,さらに詳細な測定を行なっている.また,静摩擦・動摩擦状態間の転移について調べるために,振動振幅(外力に関係する)を掃引する実験の準備を進めている.本研究課題『単結晶グラファイトを用いたKr吸着膜の界面摩擦の研究』は単結晶グラファイト基板と単原子Kr吸着膜を用いて,基板原子配置に対する吸着膜の滑り方向を制御しながら整合相と不整合相での静摩擦状態と動摩擦状態とその転移の性質を明らかにすることを目的としている.本年度の研究実施計画に沿い,界面摩擦の膜構造依存についての実験を,振動方向とa軸のなす角度が0度の試料に対して行った.その結果,流体相では非常に小さい摩擦力が整合相に入ると急増し,整合相から不整合相になるところで摩擦力が小さくなることが明らかになった(Journal of Physics: Conference Series, 89, 012006(2007)).グラファイト基板上単原子吸着膜において膜構造による摩擦力の明瞭な変化が観測されたのは初めてであり、重要な結果であると考えている.さらに,不整合相において,密度を増していくと摩擦力が大きくなるという現象が観測された.また,複数の温度において摩擦力の膜構造依存を測定し比較したところ,不整合相において高温ほど摩擦力が大きくなることが明らかになった(日本物理学会2008年3月).不整合相においては,一部の吸着原子が第1層の上層に吸着することが知られており,高温になるほど上層の吸着原子が増加する.この上層の吸着原子が第1層に対してピン止め中心の役割を果たし,摩擦力を増加させている可能性が考えられる.このように,整合相・不整合相における界面摩擦の性質の詳細が明らかになりつつあり,静摩擦・動摩擦状態間の転移の性質を明らかにするために有用な知見が得られた.
生細胞における非天然型アミノ酸のタンパク質への導入技術の開発

生物で遺伝的にコードされている20種類のアミノ酸以外の「非天然型アミノ酸」を生細胞内でタンパク質に部位特異的に導入する技術の開発を進め、タンパク質研究への応用を行った。この結果、(1)哺乳類細胞内でタンパク質を部位特異的に蛍光標識すること、(2)天然型の翻訳後修飾の人為的に導入すること、(3)光クロスリンク法によって新規なタンパク質間相互作用を発見すること、(4)昆虫細胞における非天然型アミノ酸の導入、が可能になった。タンパク質の蛍光標識技術の開発:動物由来培養細胞(HEK293細胞やCHO細胞)において,アジド-L-フェニルアラニン(AzPhe)をタンパク質に部位特異的に導入した.その後,AzPheとトリアリール・ボスフィンとの特異的な化学反応を利用して,蛍光物質をタンパク質に結合させるための技術開発を行なった.細胞内に発現しているタンパク質としては,癌遺伝子産物であるGrb2タンパク質をフルオレセインで標識することに成功した.この実験では,細胞粗抽出液をそのまま蛍光ホスフィンと反応させている.また,細胞膜上に発現している膜タンパク質についても,粗抽出液に蛍光ホスフィンを作用させることで蛍光標識に成功したが,さらに,細胞を破砕することなく,生細胞の膜上に発現している膜タンパク質を標識することも可能になった.この技術は,動物細胞において正しく膜上に発現している膜タンパク質のみを選択的に標識することに役立つ.光クロスリンク技術の改良:トリフルオロメチル・ジアジリニル・フェニル基を側鎖に持つアミノ酸(Tmd-Phe)の利用を可能にする研究を行った.この非天然型アミノ酸は,従来使用してきたパラ・ベンゾイル・フェニルアラニンとは異なる化学反応様式によって,タンパク質どうしを架橋することができる.反応時間,側鎖のサイズの小ささなどの理由で,より有利だと考えられる.すでに報告されているアミノアシルtRNA合成酵素の様々な変異体をスクリーニングすることで,効率よくTmd-Pheを認識する変異体を見出すことができた.このアプローチは,一から特異的な変異体を作成するよりもはるかに低コスト,低労力で目的の非天然型アミノ酸の導入を可能にする.実際に,動物細胞においてこのアミノ酸をタンパク質に部位特異的に導入することに成功した.[PylRS変異体の開発とタンパク質蛍光標識法の拡充]古細菌Methonosarcina mazei由来のピロリジルtRNA合成酵素(PylRS)のアミノ酸結合部位に,立体構造情報に基づいてアミノ酸置換を導入して,Nε-ベンゾイルオキシカルボニルリジン(Z-Lys)に特異的な変異体を作成することに成功した.Z-Lysは,PylRSの本来の基質であるピロリジンに比べてもさらに大きなアミノ酸である.この変異体を利用して,Z-Lysのアリール基上にアジト基を導入したアジド-Z-リジン(AzZLys)を,哺乳類細胞,大腸菌のそれぞれのシステムでタンパク質に導入することができた.さらに,アジト基とトリアリール・フォスフィンの選択的な反応を利用して,タンパク質を部位特異的に蛍光標識することに成功した.昨年度のアジトフェニルアラニンを用いる方法に加えて,さらにAzZLysを用いる蛍光修飾法を開発したことで,用途に合わせて,いずれかの方法によってタンパク質を部位特異的に蛍光標識することを可能にした.[アセチルリジンの部位特異的導入法の開発]アセチルリジンは,ヒストンのC末端付近に見出される翻訳後修飾アミノ酸であり,クロマチンの動態変化に主要な役割を果たしている.そこで,アセチルリジンをタンパク質に部位特異的に導入するシステムを開発した.アセチルリジンを認識するMethonosarcina barkeri由来のPylRS変異体が,他の研究グループから報告されていたが,変異をM.mazei PylRSに移植した上で改良を施したmAcLysRSを作成した.mAcLysRSを哺乳類細胞で発現させることによって,アセチルリジンを部位特異的に導入したタンパク質の調製に成功した.質量分析によって,指定の位置にアセチルリジンが導入されたことが確認された.1.タンパク質を部位特異的に蛍光標識する技術の開発:従来動物細胞としては哺乳類培養細胞のみが非天然型アミノ酸の導入に利用可能であったが、昆虫細胞(ショウジョウバエS2細胞)においても非天然型アミノ酸のタンパク質への部位特異的導入を可能にした。S2細胞は特に、分泌によるタンパク質生産に適した系であり、哺乳類細胞にない利点を有する。IL8にアジドフェニルアラニンを導入し、部位特異的蛍光標識に成功した。また、ヒト培養細胞においてリジン誘導体であるAzZLysを導入して、タンパク質の部位特異的蛍光標識を行った。大腸菌のタンパク質合成系の改変によって、アジドチロシンの導入にも成功し、蛍光標識にも成功した。2.翻訳後修飾の導入法の開発:20年度に作成した,アセチルリジンに特異的なPy1RS変異体(mAcLysRS)を用いて,部位特異的にアセチルリジンを含むタンパク質の大量調製法を確立した。

制御に重要な部位にアセチル化されたリジンを導入したヒストン・タンパク質を、大腸菌無細胞翻訳系を用いて大量に生産することが可能になった。3.光クロスリンク法の改良:19年度に開発した大腸菌TyrRS変異体を用いて、Tmd-Pheをタンパク質に導入し、タンパク質どうしを光架橋する実験を行った。Tmd-Pheと従来から光クロスリンカーとして用いられているパラ・ベンゾイルフェニルアラニン(pBpa)を性能比較した.反応基が小さいという点と反応の速さではTmd-Pheに利点があり、長時間光に露出するような実験にはpBpaが適していることが明らかになった。Tmd-Pheの利点を生かして、がん遺伝子産物GRB2と相互作用するタンパク質の同定に成功し、他方、pBpaはタンパク質の複合体の安定化・構造解析に役立つことを示すことができた。
ストレスに対する心筋防御機構における加齢の影響-分子生物学的検討

老齢心は虚血に陥り易く、また、虚血に陥ると回復しがたい。これらの現象は急性心筋虚血の際の再灌流療法にても観察される。老齢者では、再灌流による心筋保護効果が小さいとの報告がある。心筋細胞はHeat Shock Proteinを発現して種々のStressよる障害を防御する機構を有する。老齢心では、この防御機構が減弱しているのかもしれないとの仮説を検証した。方法2、18カ月齢の2群のラットを用いた。麻酔開胸し、左冠動脈枝にナイロン糸をかけ、小さいチューブを用い、Snareを作製した。糸の断端を胸腔外に出し閉胸した。手術3日後、開胸せずにSnareにより、10あるいは20分の虚血刺激を与えた。刺激後、1,2,4,8,12時間にラットを堵殺し、心臓を摘出した。虚血、非虚血部位を識別するために、Snareの糸を結さつし、上行大動脈よりインドシアニングリーンを注入した。それぞれの部位より組織標本を得、Total RNAを摘出した。Northern Blot解析を行い、Heat Shock Protein(HSP)70,Heat Shock Cognate Protein(HSC)70のmRNAを発現を検討した。また、Gene発現を定量化するため、Dot Blot解析をした。虚血刺激24時間後に、組織標本を得、Heat Shock Proteinを組織免疫抗体法を用いて検出した。結果2カ月齢ラットでは、HSP70 mRNAは虚血刺激2時間後に最大値をとり、8時間後には刺激前値に戻る変化を示した。HSC70 mRNAは4時間後に最大値となり、8時間後には刺激前値に戻らなかった。18カ月齢ラットでは、HSP mRNAは2時間でわずかに発現されるのみで、2カ月齢ラットの1/7であった。しかし、20分虚血刺激後には、18カ月齢ラットでも2カ月のものに近いmRNAの発現がみられ、24時間後には、両群のラットでHSP70の蛋白の発現が検出された。結論老齢心では虚血によるHSP70,HSC70 mRNA発現は減弱している。しかし、より強い虚血では、老齢心においても若年心と同様に発現し、蛋白発現を生ずる。老齢心では、Heat Shock Protein発現による防御機構が減弱しているが、それは、Gene発現のための刺激に対する域値の上昇によることが示唆される。
繰り返し使用のためのロケットエンジン燃焼室銅合金の熱疲労解析による予寿命評価

液体ロケットエンジンの寿命に大きく影響する燃焼室銅合金のクリープ疲労の原因解明のため,実機燃焼を模擬した応力保持クリープ疲労実験を実施した.クリープ疲労中には,各サイクル毎に粒界クリープボイドの発生・成長が促進されると共に、疲労クラックとクリープボイドが連結するという二つの要因で、単純クリープや単純疲労に比べ急速な損傷蓄積が生じることが,微視組織観察により明らかになった。このクリープと疲労の相乗作用の発見により,損傷蓄積メカニズムを踏まえた上で,より信頼性の高いロケットエンジンを開発することが可能となった.液体ロケットエンジンの寿命に大きく影響する燃焼室銅合金のクリープ疲労の原因解明のため,実機燃焼を模擬した応力保持クリープ疲労実験を実施した.クリープ疲労中には,各サイクル毎に粒界クリープボイドの発生・成長が促進されると共に、疲労クラックとクリープボイドが連結するという二つの要因で、単純クリープや単純疲労に比べ急速な損傷蓄積が生じることが,微視組織観察により明らかになった。このクリープと疲労の相乗作用の発見により,損傷蓄積メカニズムを踏まえた上で,より信頼性の高いロケットエンジンを開発することが可能となった.液体酸素・液体水素ロケットエンジンの燃焼室の内筒を構成するCu-Cr-Zr系銅合金(Cu-0.7Cr-0.09Zr(mass%))の熱疲労挙動を調査した.大規模3次元有限要素解析の結果を精査することにより、液体水素冷却溝壁は、1燃焼サイクルにおいて大ひずみ低サイクル疲労をおこすが、その定常燃焼中に応力保持クリープ状態をもつということが明らかとなった.それゆえ、従来のひずみ保持状態ではなく、応力保持状態を持つクリープ疲労試験を実施することにしたが、これには疲労試験の途中で制御をひずみから応力に切り替えるという複雑な走査が必要となった.クリープ疲労1サイクルのクリープ変形量は、クリープ疲労サイクルの進行に伴い増大した.最終的に、試験片は、非常に少ないサイクル数の応力保持中に破断した.単純クリープおよび単純疲労との比較から、応力保持クリープと疲労の相互作用によって、本合金は、クリープ疲労の分析に広く適用されている線形損傷側から推測されるよりも早く損傷を受けていることがわかった.パラメータ(温度、疲労ひずみ範囲、クリープ保持時間)のクリープ疲労挙動に与える影響を調査した.クリープ疲労における過大な損傷は毎サイクルの遷移クリープの積重なりによって生じている.この損傷機構は今まで十分に検討されてきていないものである.また、上述のように線形損傷則は危険側の推定を与えるので、今後のロケットエンジンの設計にとっても、重要な問題の提起となった.現在、宇宙航空研究開発機構(JAXA)で研究開発が進んでいるLOX/LH2ロケットエンジン内筒にはCu-Cr-Zr合金が用いられている。この合金の劣化損傷過程の解明はロケットエンジンの信頼性確保に不可欠である。JAXA情報・計算工学センターにおいて実機燃焼室の三次元有限要素法(FEM)解析が行われ、塑性域の疲労と引張クリープ変形が重畳した、特殊な応力保持型クリープ疲労が生じていると考えられた。本研究ではこの遷移クリープの発現について更なる検討を行うこと,クリープ疲労の各パラメータの損傷への影響を調査することを目的とし、以下を明らかにした。・Cu-Cr-Zr系銅合金における応力保持型クリープ疲労ではクリープと疲労の相互作用により,従来加算的に推測されてきた以上の損傷を受けている.・これは疲労中の圧縮塑性変形により発現する遷移クリープの積み重ねによるものと考えられる.・KAM Mapを作成し,クリープ中に形成された転位のセル組織が圧縮によって破壊され可動転位が増加するという機構を検討した.・今後,TEMによる転位の直接観察や圧縮量・引張量を変化させたクリープ疲労試験等を行い,クリープ疲労損傷の機構を更に解明していく現在,宇宙航空研究開発機構(JAXA)で研究開発が進んでいるLOX/LH2ロケットエンジン内筒にはCu-Cr-Zr合金が用いられている。JAXA情報・計算工学センターにおいて実機燃焼室の三次元有限要素法(FEM)解析が行われ,塑性域の疲労と引張クリープ変形が重畳した,特殊な応力保持型クリープ疲労が生じていることが明らかになった.本研究では応力保持型クリープ疲労による銅合金の劣化損傷機構を明らかにすることを目的とした.疲労サイクルの間に引張クリープを導入した応力保持型クリープ疲労試験および比較のためクリープ試験、疲労試験を行った。この結果、線形損傷則により予測される破断寿命よりも短寿命で破断することが確認された。また,クリープ変形量がサイクルの進行と共に増大し破断に至ること,このクリープ変形量の大部分は保持開始直後の遷移クリープ量によることが確かめられた。このようなクリープ挙動はこれまでにも報告されている.クリープ変形量の大部分を占める遷移クリープの発現要因として,直前の疲労による圧縮変形を検討し,異なる圧縮応力を付加したクリープ試験を行った.応力一定引張クリープの途中に異なる圧縮応力を負荷し再び同じ応力で引張保持した結果,塑性変形を与える応力を付加した時に顕著な遷移クリープが生じた.クリープ疲労中に生じる遷移クリープの発現要因は疲労による圧縮塑性変形に起因すると考えられる.応力保持型クリープ疲労では、クリープと疲労の相互作用により、従来加算的に推測されてきた以上の損傷を受けている。これは疲労中の圧縮塑性変形により発現する遷移クリープの積み重ねによるものと考えられる.

ロケットエンジン燃焼室はLH2冷却溝を有する銅合金を内筒とし、この冷却溝壁は3000Kの燃焼ガスと20KのLH2に曝され、起動停止ごとに大きな温度勾配とそれに伴う過大な熱ひずみが生じる。地上燃焼試験において少ない燃焼サイクルで冷却溝からき裂の発生が確認されたことがあり、この劣化損傷過程の解明および余寿命評価はロケットエンジンの信頼性確保に不可欠である。燃焼室の三次元有限要素解析を行ったところ、燃焼室銅合金は、起動停止に伴う塑性域大ひずみ疲労に加えて、定常燃焼中には極低ひずみ速度の引張変形を受けていることが明らかとなった。そこで、通常行われるひずみ保持(応力緩和)型クリープ疲労ではなく、応力保持型クリープ疲労試験を行ったところ、塑性域疲労とクリープ変形が重畳して、線形加算則で推測されてきたよりも短寿命で破断することが確認された。クリープ疲労中の微視組織観察により、クリープ疲労における急速な損傷蓄積は、以下のメカニズムで起きることが明らかになった。クリープ疲労条件では、各サイクル毎に遷移クリープが発現し、この積み重ねによって、粒界クリープボイドの発生・成長・合体が促進される。一方単純疲労条件では、疲労クラックが試料表面で発生し、粒界に沿って材料内部へと進展し、破断に至るが、クリープ疲労条件では、材料内部に進展した疲労クラックがクリープボイドと連結することで、劣化損傷が大幅に加速される。また、損傷評価のため、多重周波数渦電流探傷装置及び広帯域AMRセンサを開発した。そして導電率の定量測定法により、熱時効による導電率変化を測定したとともに、常温疲労試験による塑性変形及び表面き裂の発生に対応する信号変化を検出した。この成果により、ロケットエンジンの設計・評価において、この損傷蓄積メカニズムを踏まえた上でより信頼性の高いロケットエンジンを開発することが可能となった。26年度が最終年度であるため、記入しない。宇宙構造材料工学26年度が最終年度であるため、記入しない。従来の線形損傷則は危険側の推定を与えるという、今後のロケットエンジンの設計にとって重要な問題の提起を行うことができた.昨年度までに、応力保持型クリープ疲労のクリープ疲労相互作用が明確になり、その発現をもたらす原因は"直前の疲労による圧縮変形"であることが明らかになった。そのため、本年度は、転位セル組織の形成と破壊を繰り返しクリープ損傷が蓄積し、最終的な破断に至るモデルを具体的に検討し、損傷蓄積過程の組織観察等を通じて、クリープ損傷モデルの詳細を検討することができた。応力保持型クリープ疲労の現象が明確になり、その発現をもたらす原因は"直前の疲労による圧縮変形"であることが解明された。これにより、次年度以降はその転位論的メカニズムの解明に進むことができるようになった。研究計画調書の研究計画・方法に基づき、以下の項目の研究を進める。(1)エンジン解析(砂川)(2)数値解析(西元)(3)材料試験(佐藤、川合)(4)組織観察(佐藤、松永)(5)非破壊評価(志波)今後,TEMによる転位の直接観察や圧縮量・引張量を変化させたクリープ疲労試験等を行い,クリープ疲労損傷の機構を更に解明していく。
不斉アルキニル化反応を基盤とする多置換複素環構築法の開発と応用

本研究では未開拓分野である末端アセチレンの触媒的不斉共役付加反応及びその反応を端緒とした直接的かつ効率的な多置換ピペリジン骨格構築法の開発を目指した。有機リチウム試薬は有機合成化学では汎用される試薬であり、多種多様なものが存在する。その中でも、リチウムアセチリド種は他の有機リチウム試薬に比して反応性が低い。本研究では、その特性を活かした立体選択的な反応の開発を行った。アルキニル化反応は、その有機合成化学上の有用性から近年盛んに研究されている。すなわち、C-C三重結合は水素添加によってアルカン、アルケンへと変換可能なだけではなく、遷移金属を用いる様々な反応を利用して構造修飾を行うことができるからである。そのため、本反応の開発、特に不斉反応の開発は合成化学における有用なツールになると期待できる。現在、付加成績体自体がキラルビルディングブロックとして有用である、アルデヒド、イミン等を基質とした1,2-不斉付加反応は特に盛んに研究されており多数の成功例が報告されている。その一方で、不斉共役付加の成功例はわずかしかない。本研究では、ニトロアルケンをはじめとするマイケルアクセプターを求電子剤とした触媒的不斉アルキニル化反応の開発を行う。不斉配位子-メタルアセチリドアート型錯体を再生可能とする不斉触媒型反応の開拓を目指す。現在までに以下の3点が明らかになっている。1、リチウムアセチリド種は-40°C付近ではゆっくりと反応が進行するものの、-78°Cでは最強のマイケルアクセプターであるニトロアルケンとすらほとんど反応しない。2、リチウムアセチリド種はキラルアミノエーテルなどのリガンド添加による反応のアクセレレーションが無い。3、リチウムアセチリドの活性化法かつ不斉発現法として良く知られているキラルリチウムアルコキサイド添加による反応では、ニトロアルケンを基質とした場合、低い不斉収率しか得られないこと。以上の知見を基に求核種であるリチウムアセチリドとアミノアルコール-亜鉛錯体を用いてアート型錯体を調整し、求核剤を活性化することで触媒反応へと展開できると期待している。すなわち、炭素-炭素三重結合は水素添加によってアルカン、アルケンへと変換可能なだけではなく、遷移金属を用いる様々な反応を利用して構造修飾を行うことができるためである。本研究の特色は、有機リチウム反応剤を求核剤とした反応の開発にある。有機ホウ素反応剤、有機亜鉛反応剤、有機マグネシウム反応剤、有機触媒を用いた不斉反応の例は多数報告されているが、それに比して有機合成において汎用される有機リチウム反応剤を用いた不斉反応の例はわずかしかない。有機リチウム試薬を求核剤とした触媒的不斉反応に限ればなお少なくなる。有機リチウム試薬の反応性の高さ故である。本研究で特筆すべきは、リチウムアセチリドは反応性が比較的低く触媒反応へと展開できる可能性を秘めていることである。また、様々変換が可能であるアセチレンを用いた反応の開発とその不斉化は汎用性が高くかつ有用な骨格構築法となり、有機合成化学の新たな可能性を広げるものになると信じている。不斉配位子-メタルアセチリドアート型錯体を再生可能とする不斉触媒型反応の開拓を目指した。現在までに以下の点が明らかになっている。1、リチウムアセチリド種は-60°C付近ではトルエンなどの非極性溶媒に溶けにくいが、TMEDAなどの添加物を加えることで溶解し、低温下でもゆっくりとマイケルアクセプターとの反応が進行した。2、その一方で、(-)-スパルテインを加える条件下では、トルエン中とTHF中では収率の大きな違いが見られた。3、リチウムアセチリドの活性化法かつ不斉発現法として良く知られているキラルリチウムアルコキシド添加による反応では、ニトロアルケンを基質とした場合、低い不斉収率しか得られなかった。
線爆溶射法によるSUS304鋼とNi-P合金の複合皮膜の界面構造と皮膜特性

軟鋼(SS41)基材上に2595vol%Ni-P合金/SUS304複合皮膜を溶射し、得られた皮膜について、X線回折、EPMA分析、硬さ試験、摩耗試験、密着力試験及びTEM観察試料の作製を行い、SUS304/Ni-P合金複合皮膜の特性を調査した。得られた結果は次のとおりである。(1)溶射皮膜は偏平でSUS304粒子とNi-P合金粒子の複合皮膜からなる。(2)皮膜を構成するNi-P合金粒子は電子回折図形から一部アモルファス化している。(3)複合線材中のNi-P合金量の増加にともない、皮膜の硬さは上昇する。(5)皮膜表面はNi-P合金量が多いほど凹凸が著しいが、表面粗さは、逆に小さくなる。(6)複合皮膜の基材との密着強度は、60vol%Ni-P複合皮膜が最大となった。(7) 10%HCl水溶液中でのSUS304/Ni-P合金複合皮膜の耐食性試験では、いずれの皮膜とも耐食性は良くなかった。これは、皮膜中の空隙や亀裂の存在によるものである。今後皮膜中のNi-P合金の溶融等、空隙を埋める対策が必要がある。(8)溶射皮膜断面のTEM観察用試料の作製はできたが、皮膜構成粒子間及び皮膜と基材間の識別ができなかった。今後さらに試料作製法を検討する必要がある。SUS304線材表面にvol.%が25、45、60、75、85及び95となるようにNi-P合金を無電解めっきした複合線材を用いて軟鋼(SS41)基材上に線爆溶射した。得られた皮膜について、X線回折、EPMA分析、硬さ試験及び摩耗試験を行い、SUS304/Ni-P合金複合皮膜の皮膜特性を調査した。(1)溶射皮膜は偏平で比較的大きなSUS304粒子と細かく飛散したNi-P合金粒子の複合皮膜からなっている。(5)線爆溶射によってSUS304/Ni-P合金複合皮膜を作製する場合、Ni-P合金の含有量が6080vol.%となるような複合皮膜を用いると硬さ及び耐摩耗性といった面から優れた複合皮膜を得ることができることがわかった。ただし、皮膜のX線回折では溶射後のSUS304粒子が一部フェライト化し、耐食性に間題が生じる恐れのあることがわかったので、SUS304線材についてはNi含有量のもっと高いステンレス線を使う必要があることもわかった。平成10年度は溶射皮膜中及び皮膜/基材界面のTEM組織観察を行い、溶射粒子のアモルファス化と界面構造の調査を行う予定である。また、最終的には腐食試験も行う予定である。軟鋼(SS41)基材上に2595vol%Ni-P合金/SUS30複合皮膜を溶射し、得られた皮膜について、密着力試験、表面粗さ試験及びTEM観察試料の作製を行い、SUS304/Ni-P合金複合皮膜の特性を調査した。(1)皮膜を構成するNi-P合金粒子は電子回折図形から一部アモルファス化している。(2)皮膜表面はNi-P合金量が多いほど凹凸が著しいが、表面粗さは、逆に小さくなる。(3)複合皮膜の基材との密着強度は、60vol%Ni-P複合皮膜が最大となった。(4) 10%HCl水溶液中でのSUS304/Ni-P合金複合皮膜の耐食性試験では、いずれの皮膜とも耐食性は良くなかった。

今後皮膜中のNi-P合金の溶融等、空隙を埋める対策が必要がある。(5)溶射皮膜断面のTEM観察用試料の作製はできたが、皮膜構成粒子間及び皮膜と基材間の識別ができなかった。今後さらに試料作製法を検討する必要がある。
幼児・児童の英語力および意識・態度に影響を及ぼす家庭要因の特定と関係性モデル構築

本研究は、子どもの英語力および英語学習に対する意欲・態度などと家庭要因の関係について調査を行う予定である。家庭要因とはこの場合、(1)子ども要因、(2)環境要因、(3)保護者要因、(4)保護者の子どもとの関わり要因、(5)子どもの家庭生活要因などを指す。扱う家庭要因は多岐にわたるが、最終的には英語能力および意欲・態度と関係の強いものを統計的分析によって特定し、関係性モデルを構築することを目指す。家庭要因を調査することにより、学校が子どもの背景にある家庭状況と英語学習の状態・関係をより理解し、英語教育において両者(学校と家庭)が連携する体制を整える一助となりたい。
シグナルペプチドペプチダーゼによるＣ型肝炎ウイルスコアタンパク質の制御機構の解析

C型肝炎ウイルス(HCV)のコア蛋白質は、宿主のシグナルペプチドペプチダーゼ(SPP)により成熟化される。SPPによる切断を受けないコア蛋白質は未成熟なコア蛋白質として、宿主のTRC8を介して分解される。この分解機構は既存の分解機構とは異なる新規のものであり、慢性C型肝炎等の疾患の発症にも関与していることが考えられる。しかし、この未成熟コアタンパク質の分解機構に関して、TRC8以外の関連因子や制御メカニズムの詳細は明らかではない。このため、未成熟コアタンパク質の分解における関連因子の同定を行い、分解機構の全体像を明らかにするとともに、モデルマウスを用いて分解機構の生体内での役割を明確にする。
一生細胞解析による小児腫瘍における次世代Cancer Liquid Biopsy

小児がんは生検自体が容易でない一方腫瘍特性の診断が必須であることから、生検に代わる低侵襲で確実なLiquid biopsyとして一細胞分子診断システムを確立する研究である。そこで、小児がん患者検体から一細胞採取法にて採取凍結保存した循環腫瘍細胞(CTC)検体と保存血漿(血清)検体と共に新規・再発症例の検体を対象とし、一細胞質量分析(セロミクス)と一細胞ゲノム解析と遺伝子発現解析(ゲノミクス)、遊離腫瘍DNA・マイクロRNA解析による診断マーカーと治療分子標的の同定、投与薬剤の細胞内動態解析を行う。さらに、分離CTCは細胞培養と免疫不全マウスへの接種実験にて動態解析と薬剤反応性の検証を行う。生検に代替できる小児腫瘍に対する次世代Cancer Liquid Biopsy:「低侵襲循環腫瘍細胞解析一細胞分子診断システム」の開発を目的とする研究課題である。細胞・血漿検体を用いた循環腫瘍細胞一細胞質量分析・ゲノム分析と遊離DNA・マイクロRNA解析の情報統合による、癌の確定診断、治療分子標的確定、投与薬剤代謝診断、治療効果判定、再発腫瘍判定、等を目指した研究である。本研究課題は研究代表者らが従事してきた小児腫瘍に関する様々な取り組みの延長線上にあり、中長期的なビジョンの元に蓄積された検体を有効活用する研究である。一細胞解析を循環腫瘍細胞解析に応用するためのトランスレーショナル研究として、独創的かつ非常に重要な研究テーマである。循環腫瘍細胞一細胞解析は、小児腫瘍以外の他の様々な悪性腫瘍、等への応用も可能と考えられる。
発達障害児の保護者に対する物理的環境調整を主としたペアレント・トレーニングの開発

本研究では、発達障害児の保護者に対する、物理的環境の調整を主としたペアレント・トレーニングの集団式を、特別支援学校、通級指導教室、親の会において実施し、その有効性を検証した。さらに、本ペアレント・トレーニングの、支援者対象と保護者対象のテキストを作成し、その有効性を検証した。その結果、いずれの実施場面においても、保護者とその子どもの行動変容が示された。また、作成したテキストについて、発達障害の支援者に実用度を評価してもらった結果、高い肯定的評価が得られた。本年度は、物理的環境調整を主とした集団式のペアレント・トレーニングの具体的手続きや、支援機関においてペアレント・トレーニングをどのようなスタッフが何名担当するのか等といった運用方法を明らかにするために、ペアレント・トレーニングを既に実施している特別支援学校や発達障害児の療育機関から、実施しているペアレント・トレーニングの具体的な内容や運用方法について情報を収集および分析し、手続きや運用方法の試案を作成した。さらに、中学校の特別支援学級や発達障害者の支援機関において、作成した試案に基づくペアレント・トレーニングを予備的に実施してもらい、その効果について、主には子どもや保護者の行動改善、実施機関にかかる負担、実施機関が行っている支援への影響等に関して、実施者と協議した。発達障害者の支援機関2カ所における予備的実施の結果からは、それぞれ4、6名の保護者が参加し、参加者は概ね子どもの行動改善に成功し、事後の満足度評価では肯定的な結果が得られた。トレーニング終了後には、参加した保護者から定期的に再び集まり、子育てについて意見交換する場を設けたいとの発言があった。また、中学校の特別支援学級における予備的実施の結果からは、5名の保護者が参加し、参加者は子どもの行動改善に成功し、事後の満足度評価では肯定的な結果が得られた。また、トレーニングの最中に特別支援学級で実施している指導の工夫を紹介することで、学級で行っている指導の工夫を家庭でも行ってもらうことができた。平成25年度は、ペアレント・トレーニング実施機関への聞き取り調査や、中学校特別支援学級等におけるペアトレント・トレーニングの予備実施から、発達障害児に対する物理的環境調整を主とした集団式ペアレント・トレーニングの、具体的手続きや教材等を作成した。平成26年度は、作成したペアレント・トレーニングの手続きを、特別支援学校や通級による指導といった教育機関や、発達障害者支援センターや療育施設といった福祉機関において、発達障害のある幼児・児童・生徒の保護者を対象に実施してもらい、その有効性を検証した。その結果、ほとんどの実施機関における参加者が、子どもの行動改善に成功し、ストレス尺度などにおいて改善が見られた。また、中学生生徒の参加者については、参加したペアレント・トレーニングの内容や目標を、参加者とその子どもが共有した例もあった。さらに、実施機関においては、ペアレント・トレーニング終了後に参加者と連絡帳を介して、具体的な目標行動の情報交換をするなど、コミュニケーションや目標共有に変化が見られた。以上のことから、本ペアレント・トレーニング手続きは、幅広い年齢段階の発達障害児とその保護者に対して有効であること、教育や福祉など様々な機関における支援者が実施可能であることが示唆された。以上の研究成果に関して、関連学会での研究発表や自主シンポジウムの企画を行い、本研究の成果や今後の課題について議論した。本年度は、集団形態による物理的環境の調整を主としたペアレント・トレーニングの、教育・福祉機関における更なる実践研究を行った。また、これまでの実践研究をふまえて、集団形態による物理的環境の調整を主としたペアレント・トレーニングの実施者と参加保護者のそれぞれを対象とした、本ペアレント・トレーニングの実施テキストを作成した。実践研究では、昨年度とは参加保護者を変えて本ペアレント・トレーニングを実施してもらった。また、特別支援学校の実践では、1校では各参加保護者の子育ての実践を動画撮影してもらい、その動画を介してトレーニング中に保護者同士で子育てについてディスカッションすることを行い、その有効性を予備的に検証した。もう1校の特別支援学校では、インターネット電話を介して本ペアレント・トレーニングを実施して、その有効性を予備的に検証した。実践研究の結果、参加保護者は子どもの行動変容に成功し、トレーニングを高い満足度で評価した。この結果は、昨年度の実践研究の成果を支持するものといえた。さらに、動画撮影やインターネット電話を用いた本ペアレント・トレーニングも同様に、子どもの行動変容や高い満足度を示すことができた。この結果は、動画やインターネット電話等の機器を活用することにより、本ペアレント・トレーニングの効果や対象者を拡大できる可能性を示唆している。本ペアレント・トレーニングの実施テキストは、研究協力者との協議をもとに作成した。テキストの内容は、本ペアレント・トレーニングの目的、全5回の構成について記載した。実施者向けのテキストでは、トレーニング各回の進行方法や、保護者との関わり方についても記載した。保護者向けのテキストでは、イラストと平易な文章で、各回の内容の関連が分かりやすくなるようにした。

平成26年度は、発達障害児を対象とした物理的環境調整を主としたペアレント・トレーニングについて、幼児・児童・生徒と幅広い年齢段階と、教育・福祉の両機関において有効性を示した事例研究の成果を得ることができた。この研究成果をふまえて、平成27年度は当初の計画通りに、本ペアレント・トレーニングの実施者対象のハンドブックの作成と有効性評価に着手することができる。特別支援教育平成27年度の研究においては、当初の計画通りに、発達障害児を対象とした物理的環境調整を主としたペアレント・トレーニングの実施者対象のハンドブックの作成とその有効性の評価を行う。そのために、平成26年度の研究協力機関の中で、本年度もペアレント・トレーニングを継続して実施することが可能な機関においては、継続して事例研究の協力をしてもらう。平成25年度は、本研究課題3年目に作成して有効性を検討する、ペアレント・トレーニング実施者対象のハンドブックに向けて、ペアレント・トレーニングの具体的な内容や運用方法について実施機関から情報を収集および分析し、ペアレント・トレーニングの具体的手続きや運用方法の試案を作成し、予備的実施をすることができたため、概ね順調に進展しているといえる。研究協力機関において本ペアレント・トレーニングの実施が予定よりも円滑であり、研究協力機関への訪問回数が予定よりも少なくなったため。今後の研究においては、子どもの課題の種類が異なる保護者集団に対するペアレント・トレーニングの付加的手続きなど、平成25年度の予備的実施から明らかとなった課題を検討し、さらにより厳密な効果測定を行う実践研究を実施する予定である。また、支援機関がペアレント・トレーニングを運用するにあたり、可能性がある課題を明らかにするためにさらなる調査を行うことを予定している。本ペアレント・トレーニングの実施者対象ガイドブックのページ数を増やし、印刷費に使用する予定としている。質問紙調査を行う予定だったが、本研究にかかる実践事例のデータを収集した後に質問紙調査を行った方が、適切な調査が実施できると判断し、本年度は実施しなかったため。平成25年度に行う予定だった質問紙調査に使用する予定としている。
単一イオン注入法による半導体ナノ構造スピンデバイス

我々は、スピンナノデバイスの実現に向けて、磁性イオンをシングルイオン注入することにより、GaAs中に磁性ナノクラスターを配列させる手法と、希薄磁性半導体であるGaMnAsの特性改善の二方向から進めている。磁性ナノクラスターの作成は、まずNiイオンを100nm毎に配列した直径100mの領域に注入し、800度でアニールすることでNiクラスターの形成を見込んだが、磁気的秩序は発現しなかった。これは、常磁性であるNiAsクラスターが形成したためと考えている。現在、GaAsと層分離が容易で、強磁性であるMnAsクラスターの形成を目指し、イオン源の開発を行っている。次にGaMnAsに関して、Mn濃度に加え、ホール濃度を増加させることによりキュリー温度が上昇することがわかっているが、Mnを高濃度にドーピングするとMnAsが形成されるなど結晶性が悪化してしまう。これらの問題解決のため、キュリー温度を上昇させるために、Mn濃度とは独立にホール濃度の増加を図る必要がある。そこで、本研究ではGaAs中で一般的に用いられている安定なアクセプタ不純物であるBeに着目し、Mnと共ドーピングを行った。しかし、MnとBeの共ドーピングところ、共ドーピング時のキャリア濃度は増加するどころか逆に減少してしまうなど、大幅な特性劣化が生じた。そこでMnとBeを原子層レベルで空間的に分離してドーピングを行ったところ、キャリア濃度、移動度や抵抗率の大幅な改善を確認した。磁気抵抗を調べたところ、共ドーピングしたサンプルでは強磁性秩序は観測できなかったのに対して、MnとBeのドーピング層を空間的に分離したサンプルでは強磁性秩序が確認できた。今後は、今回得られたMnとBeの共ドーピング特性の知見を生かし、局所的にさらにMnおよびBe度を向上させるなどして、強磁性秩序との相関関係を調べていく予定である。
人工股関節開発の基礎的研究(新しい骨・人工関節間インターフェースの開発)

骨・人工関節間インターフェースとして現在臨床使用中のKKS人工股関節の固定性についての臨床報告を行った。次の新しい骨・人工関節間インターフェースについて検討した。これはチタン薄板をエッチング処理により網の目状にして(L.E.T.: lamellar etched titanium)、各面をずらしつつ10層重ねることによりmulti-layered meshed structureを実現し、空間的に孔の連続性を確実に持たせることより新生骨の侵入により強固な固定力が得られることが大きな特徴である。また最深部層に至るまで各層ごとに目詰まりなく、Hydroxy-Appatite coatingが可能となり、早期の骨侵入が期待できる。表面にL.E.T.加工を施したチタン合金製犬用人工股関節(Hydroxy-Appatite coating)及びコントロールとして従来型の表面Beads加工犬用人工股関節を準備した。全身麻酔下に雑種成犬の股関節にそれぞれの人工股関節を設置し回復後歩行下での飼育を行った。3・6・10週、6ヶ月、12ヶ月(各6頭ずつ、LET群30頭、Beads群30頭)に屠殺し大腿骨近位部をインプラントごと回収し骨誘導能について以下の評価を行った。(1)H-E染色切片を作成し光顕での骨侵入度、骨成熟度の評価。(2)標本中のコンポーネント部分にのみ圧負荷をかけ破断圧の測定から骨侵入後のコンポーネントの固定性の評価。(3)走査電子顕微鏡で破断部の骨新生状態の評価である。表面にL.E.T.加工を施したチタン合金製犬用人工股関節(Hydroxy-Appatite coating)及びコントロールとして従来型の表面Beads加工犬用人工股関節を準備する。全身麻酔下、抗生剤投与下に雑種成犬の股関節にそれぞれの人工股関節を設置し回復後歩行下での飼育を行った。2ヶ月、6ヶ月、12ヶ月に屠殺し大腿骨近位部をインプラントごと回収し(各月齢5例を目標)骨誘導能を評価する予定である。平成14年度はトライアルも含めて2ヶ月例のみ回収した。得られた大腿骨は人工関節が設置されたままの状態でハードカッターにより水平断し標本を作製した。評価は(1)H-E染色切片を作成し光顕レベルでの骨侵入度、骨成熟度の評価。(3)走査電子顕微鏡で破断部の骨新生状態を評価するの3通りを行った。平成15年度はさらに検体数を増やして統計学的解析を行うことより、multi-layered meshed structureのもつインターフェースとしての有用性を評価する予定である。今回検討した骨・人工関節間インターフェースはチタン薄板をエッチング処理により網の目状にして(L.E.T.:lamellar etched titanium)、各面をずらしつつ10層重ねることによりmulti-layered meshed structureを実現し、空間的に孔の連続性を確実に持たせることより新生骨の侵入により強固な固定力が得られることが大きな特徴である。(1)H-E染色切片を作成し光顕レベルでの骨侵入度、骨成熟度の評価。

(2)標本中のコンポーネント部分にのみ圧負荷をかけ破断圧の測定から骨侵入後のコンポーネントの固定性の評価。(3)走査電子顕微鏡で破断部の骨新生状態の評価である。
新規核内タンパク質HEXIM1による核内レセプター選択的活性化機構の解明

計画1HEXIM1によるグルココルチコイドレセプター(GR)機能抑制機構の解明・HEXIM1とGRの相互作用に関わる各々のドメインを解析し、HEXIM1の中央部に存在する核移行シグナル、GRのリガンド結合領域のN末端部分であることを同定した。その際、GRはHEXIM1の核移行シグナルと低分子核内RNA 7SKの結合を阻害することがわかった。・HEXIM1によってGRの核内局在が変化することを共焦点レーザー顕微鏡を用いて明らかにした。HEXIM1の過剰発現により、GRの核内局在は、転写共役因子TIF2との共局在パターンからHEXIM1との細顆粒状の局在パターンに変化した。・HEXIM1の転写抑制作用に関して、GR、MRのみならず他の核内レセプターや転写因子の機能に与える影響を検討し、GRやMRにきわめて選択的であることを明らかにした。核内レセプターにおいても、PPARなどには影響はなかった。また、bHLH-PAS型転写因子であるAhRやArntも影響を受けなかった。計画2HEXIM1の組織における発現と機能の解明・ラビットで作成した抗HEXIM1抗体を用いてヒト各組織におけるHEXIM1の発現を免疫組織染色で検討した。ヒト心臓においては、冠状動脈の内皮、血管平滑筋、そして、心筋においてHEXIM1の発現が認められた。また、HEXIM1はいずれの細胞においても核に局在していた。各組織におけるHEXIM1の機能を明らかにするために、Cre-loxPシステムを用いてHEXIM1を誘導性に発現可能なアデノウイルスを作成したとともに、その各種細胞における導入、発現効率を検証した。
二核パラジウム触媒による反応位置の制御可能な芳香環直接官能基化反応の開発

有機化合物の炭素水素結合を直截官能基化する手法の探索は、環境調和型分子変換の開発において重要な課題である。分子内には複数の炭素水素結合が存在するため、反応位置の制御は困難であることが多い。研究代表者は予備実験において、二核パラジウム触媒を用いることによりチオフェンの直接アルケニル化反応の位置選択性を制御できることを見出している。本研究では、この反応位置制御反応の精査、各種芳香環のアルケニル化およびアリール化、アルキニル化反応への適用を行い、機能性分子の開発に有用なπ共役系分子の新しい位置選択的な合成ルートを確率することを目的とする。
血液蛋白成分(α-1酸性糖蛋白)の有効利用と血液代替物質の開発研究

西らは、ピリドキシル化ポリオキシエチレンヘモグロビン重合体の消化管蠕動運動に対する抑制作用、α_1-酸性糖蛋白(α_1-AGP)の赤血球細隙通過に対する促進作用、及びα_1-AGPの大動脈弛緩作用を見い出した。小田切らは、ヒト血清アルブミン(HSA)cDNAを挿入した発現ベクターでP.pastorisを形質転換した後、培養し、組換え型HSAを得た。分子量、構造特性、安定性、薬物輸送性、エステラーゼ活性においてこの組換え型HSAは血漿由来HSAと類似していた。宇野らは、大腸菌による大量発現系を用いて調製された酸素結合性のミオグロビン変異体及びシトクロムb562変異体において、配位子結合性を有するヘムポケットを構築した。西らは、ポリオキシエチレンーピリドキサール重合ヘモグロビン(PHP)の消化管に対する作用について検討した。その結果、少量のPHPでも消化管蠕動運動を抑制することが判明した。この作用は、ヘモグロビン分子との一酸化窒素との結合により、および一部は、PHP分子とCaイオンとの結合により細胞内Caイオンの減少によることが判明した。前田らは、αー1酸性糖タンパクの作用につき、赤血球凝集塊をもちいた血栓形成モデルでの薬効効果について検討した。高コレステロールマウスに赤血球凝集を静脈内投与すると、マウスの累積死亡率が100%であったが、ヒトαー1酸性糖タンパク10mg/kg投与で大幅な死亡率(30%)改善作用をみとめた。宇野らは、大腸菌を用いた大量発現系を構築し、酸素結合性を有するミオグロビン変異体、及びシトクロムb562変異体試料を調製し、活性部位構造について調べた。その結果、ミオグロビン92位の側鎖体積が大きい程、外来性配位子が強く結合することがわかった。また、シトクロムb562の三重変異体ではきわめて安定な酸素錯体が形成されることを明らかにした。小田切らは、HSAcDNAを挿入した発現ベクターでP.pastoris(GS115株)を形質転換し、培養後、培地上清から精製を行った。SDS-PAGEの結果より、組換え型HSAは血漿由来HSAと同一の分子量で単一バンドを示した。また、精製したHSAの構造特性について検討した。その結果、二次構造、三次構造及び抗体の認識性に血漿由来HSAと有意な差は観察されなかった。化学的安定性、熱安定性、薬物輸送性及びエステラーゼ活性についても血漿由来HSAと有意な差は観察されなかった。西らは、α-1酸性糖タンパクの赤血球の細隙通過促進作用について検討を行った。生理食塩水に10%ヒト赤血球浮遊液を調整し、100μlの浮遊液の直径3μ、5μの細隙通過時間を測定し、α-1酸性糖タンパク添加時の通過時間との比較をおこなったところ、α-1酸性糖タンパク10μg/ml100μg/mlの添加により、有意に細隙通過時間の短縮をみとめ、α-1酸性糖タンパクの微細循環改善作用の一端を明らかにした。前田らは、a1-酸性蛋白の抗炎症作用を、白血球走化性の抑制作用に焦点をあて解析した。a1-酸性蛋白は、モルモット好中球のヒトレコンビナントinterlerkin-8およびN-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine(fMLP)による走化性誘導を強く抑制した。この結果は、a1-酸性蛋白が炎症局所における各種ケモカインや走化性因子による炎症誘導に対して抑制的に作用する可能性を示唆する。小田切らは、アルブミン分子上の、199-,439-,525-LysをAla残基に置換した変異体を作製し、その構造と機能について調べたところ、変異に伴う構造、機能変化は認められないものの、これら変異アルブミンの生体内半減期はnativeアルブミンと変わらないか、むしろ短縮する傾向を示した。宇野らは、大腸菌による大量発現系を用いて、酸素結合性を有するミオグロビン変異体、及びシトクロムb562変異体を調製した。これらの配位子結合性を分光学的に調べ、また共鳴ラマンスペクトルの測定を通して分子構造の観点から検討を加えた。その結果、ミオグロビンの近位水素結合網や配位子の入口部分における水素結合網の崩壊により、配位子結合性が向上することがわかった。また、シトクロムb562の多重変異により配位子結合性ポケットの構築に成功した。西は、α_1酸性糖蛋白(α_1-AGP)のマウス大動脈張力に対する効果を調べた。

その結果、交感神経作用薬フェニレフリンで予め収縮させた標本に対し、α_1-AGPは0.3-3.0mg/mlの範囲で濃度依存性の弛緩を起こすことが示され、急性炎症期のα_1-AGP濃度上昇に伴い、血液循環の改善が行われていることが示唆された。前田は、α_1-AGPのS-ニトロソ(S-NO)化による新たな機能蛋白創製を試みた。ジチオスレイトールによる還元で生じたSH基とイソアミルナイトライトとの反応で調製されたS-NO-α_1-AGPを用いて、IL-8並びにFMLPに対する好中球の走化性に及ぼす抑制効果を調べた結果、α_1-AGPとの有意差は認められなかったものの、S-NO化が蛋白質機能の調節や新機能の付与など重要な翻訳後修飾の一つであることを既に見い出していることから、S-NO-α_1-AGPにおいても、α_1-AGPが有する血球循環改善や免疫調節の機能に加え、血流維持や組織保護など有用な新機能が付与されている可能性が示唆された。小田切は、酸化剤chloramine-Tにより調製された酸化アルブミン及びCys-34をSerに換えたアルプミン変異体の特性を、それぞれ未処理ヒトアルブミン及び野生型アルブミンと比較した。その結果、酸化の初期段階でCys残基が酸化されることが示され、さらに、Cys-34のみならずMet残基などの酸化も体内動態に影響を及ぼすことが示唆された。宇野は、大腸菌による大量発現系を用いて調製された酸素結合性の各種ミオグロビン変異体の配位子結合性及び分子構造について検討した。その結果、配位子の入口部分に酸性残基が存在すると配位子結合性が低下することが示された。また、ヘム鉄に軸配位している近位ヒスチジンを含めた四重変異をほどこすことにより、近位側に新しい配位子結合性を有するヘムポケットの構築に成功した。