hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
包括的アプローチによる慢性皮膚粘膜カンジダ症の分子病態の解明と治療標的の探索

これらの結果に基づき、本症における移植適応と移植時期の見直し、前処置の適正化などが必要であると問題提起を行った。STAT1-GOF変異が生体内で引き起こす現象を明らかとするため、慢性皮膚粘膜カンジダ症(CMCD)患者における好発STAT1変異(R274Q変異)に着目して解析した。in silico解析により、STAT1のcoiled-coilドメインに存在するR274は、DNA結合領域に存在するQ441と近接して存在し、Q441周辺の構造変化を介してSTAT1二量体の形成を阻害することを同定した。さらに、R274Q変異により特異的に誘導される76の遺伝子群を同定し、これらの遺伝子群が治療標的になる可能性を見いだした(Fujiki R, et al. J Biol Chem., 2017:本研究資金についての謝辞あり)。本研究で提示した各課題における現在までの進展状況を提示する。i)STAT1-GOF変異によりTh17細胞が減少するメカニズムの解明:患者細胞を用いたTh17細胞への分化実験により、STAT1-GOF変異がTh17分化に抑制的に働くIFN-γ, IFN-α/β, IL-27のシグナル伝達を増強し、その結果Th17細胞の分化障害に至ると考えられる結果を得ている。ii)変異によるSTAT1機能亢進の背景にある脱リン酸化障害の分子基盤の解明:STAT1- GOF変異では、STAT1のTyr701部位の過剰なリン酸化を認める。我々は、STAT1-GOF変異ではリン酸化されたTyr701の脱リン酸化が障害されており、過剰なリン酸化に至ると考え研究に取り組んだ。その結果、免疫沈降法によりSTAT1は少なくとも3つの脱リン酸化酵素と結合することを明らかとした。そのためSTAT1-GOF変異は、STAT1と脱リン酸化酵素との結合状態を変化させ、過剰なリン酸化に至るという仮説を立て、研究を継続している。iii)CMCD患者における新規疾患責任遺伝子の同定:海外研究協力者との共同研究で、CMC患者の全エクソーム解析によりRORC異常症の2家系を新たに同定した。同定した遺伝子変異の機能解析、患者細胞を用いた病態解析を行っており、同定した変異の病的意義の検証をしている。iv) iPS細胞を用いたSTAT1-GOF変異を持つCMCD患者の治療標的分子の探索:iPS細胞を用いたゲノム編集作業を継続している。慢性皮膚粘膜カンジダ症(CMCD)は、皮膚・爪・外陰部・口腔粘膜を主病変とし、慢性・反復性にカンジダ感染症を呈するPIDで、IL-17シグナル伝達障害が主要な原因となる。本症患者の約半数でSTAT1遺伝子の機能獲得型(GOF)変異を認める。近年STAT1-GOF変異を持つ患者が、CMCD以外にウイルス、細菌などの多彩な病原体に対して易感染を示すことが明らかとなった。さらに、一部の重篤例に対して造血幹細胞移植が試みられるが、移植後3年の全生存率は40%と予後が必ずしも良好で無いことが示されている。そのため、重症例に対する治療法の確立が喫緊の課題であり、病態解明とそれに基づく治療法の開発が求められている。
遊泳微細藻の重力・流れ・光応答の解明に向けた数理と実験の循環的アプローチ

本年度は前年度に続き、負の重力走性メカニズムについて検討した。また走流性行動を分析するため、マイクロ流体デバイスによるプラットフォーム構築を行った。以前、クラミドモナスの負の重力走性の力学的(受動的)メカニズムを実験・計算の両面から検証し、動きを止めたクラミドモナスの上向き回転において、細胞の形態非対称性が密度非対称性よりも強くはたらくことを示していた。この力学的メカニズムに加えて、生理的メカニズムの寄与について検討を行った。実験で得られた鞭毛波形から力学的メカニズムによる上向き回転の速度を計算し、実際の遊泳と比較した。垂直遊泳軌跡のうち、下向きから上向きに方向転換を行ったものを分析すると、多くの方向転換は鞭毛波形が変わらないと仮定した場合の計算結果よりも急激に起こっていた。この結果より、(1)クラミドモナスの負の重力走性の基本メカニズムは細胞の形態非対称性であること、そして(2)鞭毛の波形転換もしくは2本の鞭毛間の同期特性の変化による急激な方向転換が負の重力走性を強めるはたらきをすること、が示唆された。以上について論文投稿中である。今後は遊泳特性の異なるクラミドモナス各種変異株の重力走性および走光性行動について、鞭毛運動による力発生および方向転換の観点から統一的な説明を与えたい。走流性について、基礎的な解析を行えるマイクロ流体デバイスを開発した。クラミドモナスが正の走流性を示すことが示唆された。今後さらに検証を重ねる。計算との比較による負の重力走性メカニズムの推定を行い、妥当なモデルの端緒がつかめた。走流性についても実験系を構築することができた。遊泳特性の異なる各変異株の振る舞いについて、統一的な説明を目指す。本研究は遊泳微細藻クラミドモナスの重力応答を中心に、流れ応答・光応答との相互作用の解明を目指す。本年度は重力応答、特に負の重力走性の実験を中心に研究を行った。まず、重力方向の遊泳を観察できる水平顕微鏡システムを構築した。実験環境の構築に予想以上に手間取ったものの、予備実験により観察に最適と思われる条件を特定し、解析可能な精度の画像データを得ることができた。現在、当初計画になかったものも含め、種々の運動変異体のデータを解析中である。従来、重力走性の単純な指標として短いタイムスケールでの遊泳角度データを用いていたが、株によって遊泳軌跡の傾向が異なるため、比較に用いる統計量の再検討を行っている。当初計画からの追加点として、真核生物鞭毛のモデル生物であり、最近では物理学者にも用いられるようになったChlamydomonas reinhardtiiに加え、古くから流体力学分野で根強く用いられているChloromonas typhlos(Chlamydomonas nivalis)の重力走性データを取得した。これは従来の「クラミドモナス」の重力・流れ応答の理論のもとになった観察がC. reinhardtiiではなくC. typhlos(C. nivalis)で多く行われており、それを改めて定量的に検証するためである。C. typhlosの最適な培養・観察条件はC. reinhardtiiと異なり、遊泳をできるだけ厳密に比較するための条件検討を行った。その条件はある程度割り出すことができたと考えている。今後さらに比較を進めていきたい。上述の通り、実験環境の構築に予想以上に手間取り、全体の計画に遅れが生じてしまった。平成30年4月に研究代表者が異動したため実験環境をさらに再構築する必要があるが、一度組んだシステムを組み直す作業であり、異動先で場所等は確保してあるため、今回は特に問題はないと考えている。基本的には当初計画に沿って進めるが、鞭毛運動とのつながりをより詳細に理解するために、当初計画になかった運動変異株も用いて実験を行う。

現在、平成30年4月からの異動先で水平顕微鏡システムを再構築・調整している。流れ応答の解析のため流路の作成を行う必要があり、異動先の微細加工技術も活かして準備中である。遊泳特性の異なる各変異株の振る舞いについて、統一的な説明を目指す。年度当初の想定から参加学会を変更したため、学会参加費等が当初請求額より少なくなる結果となった。次年度の論文投稿費等として活用したい。当初想定より旅費が少なくなった。繰越分は次年度の旅費・物品費として活用予定である。
次世代Li二次電池用Si系負極活物質の創製と電極－イオン液体電解質界面の最適化

Siは現行LIBの黒鉛負極に比べ約10倍もの高い理論容量を有するため極めて魅力的である.しかしながら,Siは硬くて脆いことと充放電反応にともなう大きな体積変化が相まって電極崩壊を招くためサイクル性能に乏しいという問題を抱えている.これに対し,SiへPをドープすることにより,Si相から結晶質Li15Si4相への相転移が適度に抑制され,有機電解液中においてサイクル性能が改善されることを見出してきた.他方,電池のエネルギー密度が高まるとより一層の安全性の確保が重要となる.当グループは難燃性を有するイオン液体電解液を検討し,ある種のイオン液体電解液をSi単独電極に適用することにより,安全性だけでなく負極特性が向上することも報告してきた.そこで本年度は,Si系電極のさらなる性能向上を目的とし,イオン液体電解液中におけるP-doped Si電極のLIB負極特性を調べ,その反応挙動を調査した.充放電試験の結果,Si単独電極は600サイクル程で容量衰退を引き起こしたのに対し,P-doped Si電極は1400サイクル以上にわたり1000 mA h g-1の高容量を維持し特筆すべきサイクル安定性を示した.充放電曲線を解析したところ,P-doped Si電極はSi単独電極と比較してLi-rich相の形成が抑制されていることがわかった.Li-Si合金相中のLi濃度が高いほど体積膨張は大きくなることから,Pドープによりそれが抑制されていると推察される.そこで,Li吸蔵状態のSi活物質層に対して大気非暴露で断面FE-SEM観察を行った.その結果,P-doped Siでは予想通り体積膨張が明らかに抑制されていた.したがって,Pドープにより活物質層の体積変化が抑制され,それにともなう応力発生が低減されたために電極の崩壊が起こりにくくなりP-doped Si電極は優れたサイクル寿命を示したと推察される.本年度は,充放電前後におけるSi電極の構造の変化を,断面観察により直接確認することができた.高性能を発揮する負極は,予想通り,膜厚の増大が大幅に軽減されていることを確かめた.これは,本研究で進める負極開発において,極めて基礎的な知見である.従来のSi電極のみならず,無電解めっきや熱処理の条件を変えたNi-P被覆Siにおいても,この知見は適用できるはずである.これに加えて,他のコンポジット化手法に基づく遷移金属ケイ化物ーケイ素コンポジットにおいても,膜厚と負極性能の相関は非常に重要な知見となるため.本年度は,PのドーピングがSi負極の膜厚に与える影響を明らかにすることができた.このメカニズムを充分に解析したうえで,Ni-P層被覆Siや他のシリサイド系コンポジット負極に対し,この知見を適用すれば,より一層の負極性能の向上が期待できる.したがって,今後はこのような内容を実施していきたい.一方,イオン液体電解液だけではなく,従来の有機溶媒電解液に対し,添加剤を使用した場合についても検討を行っていきたい.近年,リチウム二次電池は電気自動車の駆動用電源などの大型蓄電デバイスとして利用するために,さらなる高エネルギー密度化が求められている.ケイ素(Si)は従来の黒鉛負極の約10倍もの高い理論容量を有していることから次世代リチウム二次電池の負極活物質として大変魅力的であるものの,乏しいサイクル寿命しか示さないという欠点を抱えている.これに対しわれわれはSi粒子表面にNi-Pを被覆することにより,そのサイクル寿命が顕著に向上することを示してきた.本年度の検討では,Ni-P被覆Si負極の電気化学特性のさらなる向上を目指してSiの粒径がその性能に与える影響について調べた.粒径2 umおよび10 umのSi粒子表面に対して無電解析出法でNi-Pを被覆した後に熱処理を施した粉末((株)日立金属ネオマテリアル提供)を活物質(Ni-P/Si)として用いた.ガスデポジション(GD)法により作製したNi-P/Si電極を試験極とし,対極にLi箔を用いて二極式コインセルを構築した.充放電試験を行った結果,粒径が10 umのSiを用いたNi-P/Si電極は650サイクルで容量衰退したのに対して,粒径が2 umのものは1100サイクルもの間,黒鉛の理論容量の約3倍である1000 mA h g-1の高容量を維持する特筆すべきサイクル性能を示した.これは,被覆層のSi粒子におよぼす効果が粒径の小さいSiの方がより大きく働いたためであると推察される.これに加えて.粒径2 umのものは10 Cにおいても初期容量の60%を維持する良好な高速充放電性能を示した.これは,粒径が小さいSiを用いることによりLiイオン拡散距離が短縮され,Siの利用率が向上したためであると考えられる.本年度はSiの粒径がNi-P被覆Siからなる負極の性能に与える影響を解明することができた.これは,本研究で進める負極開発において極めて基礎的な知見である.無電解めっきや熱処理の条件を変えたNi-P被覆Siにおいてもこの知見は適用できるはずである.これに加えて,他のコンポジット化手法に基づく遷移金属ケイ化物ーケイ素コンポジットや不純物元素ドーピングケイ素においても,粒径がおよぼす効果は非常に有用なものとなり,これらの研究開発が加速されるものと期待できるため.Siは現行LIBの黒鉛負極に比べ約10倍もの高い理論容量を有するため極めて魅力的である.しかしながら,Siは硬くて脆いことと充放電反応にともなう大きな体積変化が相まって電極崩壊を招くためサイクル性能に乏しいという問題を抱えている.

これに対し,SiへPをドープすることにより,Si相から結晶質Li15Si4相への相転移が適度に抑制され,有機電解液中においてサイクル性能が改善されることを見出してきた.他方,電池のエネルギー密度が高まるとより一層の安全性の確保が重要となる.当グループは難燃性を有するイオン液体電解液を検討し,ある種のイオン液体電解液をSi単独電極に適用することにより,安全性だけでなく負極特性が向上することも報告してきた.そこで本年度は,Si系電極のさらなる性能向上を目的とし,イオン液体電解液中におけるP-doped Si電極のLIB負極特性を調べ,その反応挙動を調査した.充放電試験の結果,Si単独電極は600サイクル程で容量衰退を引き起こしたのに対し,P-doped Si電極は1400サイクル以上にわたり1000 mA h g-1の高容量を維持し特筆すべきサイクル安定性を示した.充放電曲線を解析したところ,P-doped Si電極はSi単独電極と比較してLi-rich相の形成が抑制されていることがわかった.Li-Si合金相中のLi濃度が高いほど体積膨張は大きくなることから,Pドープによりそれが抑制されていると推察される.そこで,Li吸蔵状態のSi活物質層に対して大気非暴露で断面FE-SEM観察を行った.その結果,P-doped Siでは予想通り体積膨張が明らかに抑制されていた.したがって,Pドープにより活物質層の体積変化が抑制され,それにともなう応力発生が低減されたために電極の崩壊が起こりにくくなりP-doped Si電極は優れたサイクル寿命を示したと推察される.本年度は,充放電前後におけるSi電極の構造の変化を,断面観察により直接確認することができた.高性能を発揮する負極は,予想通り,膜厚の増大が大幅に軽減されていることを確かめた.これは,本研究で進める負極開発において,極めて基礎的な知見である.従来のSi電極のみならず,無電解めっきや熱処理の条件を変えたNi-P被覆Siにおいても,この知見は適用できるはずである.これに加えて,他のコンポジット化手法に基づく遷移金属ケイ化物ーケイ素コンポジットにおいても,膜厚と負極性能の相関は非常に重要な知見となるため.本年度はSiの粒径が性能に与える影響を明らかにすることができた.この知見を適用したうえで,Ni-P層の無電解めっきの条件や熱処理の条件を最適化することで,より一層,活物質層の崩壊を軽減できるものと期待される.今後はこのような内容を実施してきたい.一方,遷移金属ケイ化物や不純物元素ドープしたケイ素からなる負極に対して,電解液添加剤やイオン液体電解液を適用し,電極ー電解質界面の適切な構築に基づく高性能化に取り組む所存である.本年度は,PのドーピングがSi負極の膜厚に与える影響を明らかにすることができた.このメカニズムを充分に解析したうえで,Ni-P層被覆Siや他のシリサイド系コンポジット負極に対し,この知見を適用すれば,より一層の負極性能の向上が期待できる.したがって,今後はこのような内容を実施していきたい.一方,イオン液体電解液だけではなく,従来の有機溶媒電解液に対し,添加剤を使用した場合についても検討を行っていきたい.
消化性潰瘍,胃癌の発症における宿主側免疫遺伝子とヘリコバクター細胞毒素の役割

胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌、胃炎症例を対象として、感染しているヘリコバクターの細胞毒素産生能と胃粘膜における炎症反応態度を検討した。方法:細胞毒素産生能は胃粘膜生検材料より直接ヘリコバクターDNAを抽出しcytotoxin-associated gene Aの有無をPCR法で調べた。炎症反応態度は好中球、リンパ球、マクロファージの浸潤など炎症の程度を組織学的に判定するとともに、酸分泌抑制サイトカインであるインターロイキン-1β及び強力な胃粘膜細胞増殖因子であるhepatocytegrowthfactorの産生を短期胃粘膜器官培養法を用いて検討した。成績:胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌患者ではcytotoxin-associated gene A陽性のヘリコバクターの感染率か胃炎症例より高率であった。また胃炎症例の中で胃癌発症が高率である腫大皺襞性胃炎症例でcytotoxin-associated grne Aの陽性の頻度が高かった。腫大皺襞性胃炎症例では皺襞非腫大性のヘリコバクター胃炎に比し粘膜の増殖が亢進し、増殖期細胞の増加、著明な好中球、リンパ球、マクロファージの浸潤が認められ、酸分泌の抑制、インターロイキン-1β,hepatocytegeowth factorの産生増大も観察された。重大皺襞生胃炎症例で見られるこれらの変化はヘリコバクターの除菌に成功した場合はほとんど完全に正常化した。結論毒素陽性のヘリコバクター株感染は強い炎症、胃粘膜障害を惹起し、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌、重大皺襞性胃炎の発症に関与すると考えられる。
内在性およびES細胞由来神経幹細胞の最適制御による虚血性損傷脳再生療法の確立

虚血時の再生療法を行う上では、虚血時のシグナル伝達について明らかにしておく必要がある。Hypoxia-inducible factor1(HIF1)は、低酸素下における転写因子として注目されており、その機能解析は、脳虚血における病態生理の解明に結びつくものと期待されている。HIF1αは、prolyl-hydroxylases(PHDs)たよるユビキチン化、ならびにfactor-inhibiting HIF1(FIH)による共役分子の結合阻害によって抑制的に制御されている。PHDsの分解はユビキチンリガーゼSiah2により促進されることが報告されており、FIHのHIF1転写制御に対するSiahの作用機序について検討した。まず抗FIH抗体を作成の上GST-Siah1を用いたGST pull down assayを行いin vitroにおけるSiah1とFIHの結合について検討した。次に抗FIH抗体を用いた免疫沈降により細胞内におけるSiah1とEIHの結合を確認した。Siah1によるFIHの分解については、FIHのubiquitination assay、pulse chase assayにより解析した。GST pull down assayにてSiah1とFIHがin vitroにて結合することが示された。細胞内に発現させたSiahについての免疫沈降を行いin vivoにおいてもSiah1とFIHは結合していた。またプロテアーゼ阻害剤の存在下での検討にてSiahがFIHをユビキチン化していることが明らかになった。Siahに対するsiRNAを導入するとFIHが増加した。SiahはPHDsのみならずFIHをもユビキチン化することによってHIF1の活性を促進していることが明らかになった。今後Siahをターゲットとした再生療法について更に検討を重ねて行く予定である。平成18年度は(平成17年度のES細胞由来神経幹細胞の最適制御に引き続いて)、内在性神経幹細胞(神経前駆細胞)の最適制御による虚血性損傷脳再生療法の確立を目指して、虚血性脳損傷後に神経前駆細胞から神経細胞新生により神経が再生することが示されている特定の脳領域に注目し、神経前駆細胞の動態を解析した。近年の虚血性損傷脳における神経細胞新生に関する研究では、再生した神経細胞の多くがその後死滅することが明らかにされている一方、運動負荷により海馬の神経細胞の再生が亢進することが示されている。そこで、一過性脳虚血後に運動負荷をすることによる、神経再生に及ぼす影響を検討した。Wistarラットを実験動物として用い、BrdUを一過性脳虚血負荷7日前に投与した。Subgranular zoneならびにgranule cell layerにおいてBrdUでラベルされた細胞が増加しており、BrdU陽性細胞の約80%は神経細胞のマーカーであるMsi1、NeuNが陽性であった。運動負荷(running)の神経再生に対する影響を評価するために同部におけるBrdU陽性細胞を1日目ならびに14日目に計測した。虚血負荷していないラットでは運動負荷によりBrdU陽性細胞は2.2倍に増加した。虚血により同細胞は増加したが、14日目には減少しており、運動負荷により、減少がさらに顕著となった。このことからストレス(虚血)下では神経幹細胞の生着率を左右する要因が通常と異なることが考えられた。来年度は、体温、血糖、血中酸素飽和度が虚血時の神経幹細胞生着率に及ぼす影響について解析をさらに進めていく予定である。Hypoxia-inducible factor 1 (HIF1)は、低酸素下における転写因子として注目されており、その機能解析は、脳虚血における病態生理の解明に結びつくものと期待されている。HIF1αは、prolyl-hydroxylases (PHDs)によるユビキチン化、ならびにfactor-inhibiting HIF1 (FIH)による共役分子の結合阻害によって抑制的に制御されている。

PHDsの分解はユビキチンリガーゼSiah2により促進されることが報告されており、FIHのHIF1転写制御に対するSiahの作用機序について検討した。まず抗FIH抗体を作成の上GST-Siah1を用いたGST pull down assayを行いin vitroにおけるSiah1とFIHの結合について検討した。次に抗FIH抗体を用いた免疫沈降により細胞内におけるSiah1とFIHの結合を確認した。Siah1によるFIHの分解については、FIHのubiquitination assay、pulse chase assayにより解析した。GST pull down assayにてSiah1とFIHがin vitroにて結合することが示された。細胞内に発現させたSiahについての免疫沈降を行いin vivoにおいてもSiah1とFIHは結合していた。またプロテアーゼ阻害剤の存在下での検討にてSiahがFIHをユビキチン化していることが明らかになった。Siahに対するsiRNAを導入するとFIHが増加した。SiahはPHDsのみならずFIHをもユビキチン化することによってHIF1の活性を促進していることが明らかになった。今後Siahをターゲットとした再生療法について更に検討を重ねて行く予定である。
量子重力と無限自由度可積分系

(1)風間は二次元の可解なディラトン量子重力模型の研究を発展させた。まず厳密に量子化できるひとつのモデルにおいて、物質場の入射衝撃波によってブラックホールが生成される過程を記述する物理的状態を構成し、その状態における計量及び物質場のエネルギー運動量テンソルの量子力学的平均値を厳密に計算することによって、量子重力理論の厳密な取り扱いにおける時空描像の抽出法を具体的に示した。さらに、ディラトン量子重力模型を二次元非線形シグマ模型の立場から一般的に捉え直し、可解性の基礎となている強力な対称性を同定した。これにより、従来知られていた可解なディラトン量子重力模型を統一的に理解することに成功すると共に、新しい一連の可解模型を提唱した。(2)米谷はA.Jevickiと共に提唱したDeformed matrix modelと2次元弦理論のブラックホール古典解との関係についての理解を深めるため、ground ringの構造がブラックホール質量項による摂動によりどう変形されるかを調べ、Deformed matrix modelの変形されたW代数構造と整合的ないくつかの性質を導いた。また、弦理論と行列模型における散乱振幅の相違として知られているエネルギーに依存する位相因子の起源を、弦の広がりの効果として直接理解することに成功した。さらに、石橋-川合による行列模型に基づいた弦の場の理論の構成をc=1/2模型の場合に拡張した。(3)加藤は、c=1stringに現れるdiscretestatesが、ある種のtopological sigma modelのphysicalstatesとして理解できることを、後者を前者のFock space上に於いてbosonizationとして実現することによって示した。特に、energy-momentum tensor及びBRST chargeがこのbosonizationによって直接にtopological modelのそれに移すことができることを示した。加藤はまた、自発的対称性の破れが存在する場の理論において、通常の摂動論では有効ポテンシャルの凸性が保たれないという困難を解析し、凸性を保証する有効ポテンシャルの新しい展開法を開発した。
無秩序-秩序構造変化にともなう焼結促進効果に関する研究

1.焼結プロセスにおいて、一次元積層無秩序構造を有するSiCのメカニカル合成粉の秩序化(結晶化)・粒成長と焼結が協奏的に起こるのか、或いはどちらかが優先して起こるのか調べた。SiC結晶に基づくX線回折ピークの積分強度、半値幅などを利用し、各焼結パラメータに対して比較し、焼結にともなうSiCの結晶化挙動と緻密化がどのように起こっているのかを調べた。その結果、初期(メカニカル合成粉)は10nm以下であった粒子径が、密度99.5%到達時に平均50nm程度の粒子径にまで上昇することを確認した。この変遷は密度の急激な変化と良く対応しており、焼結と構造の秩序化・粒成長は協奏的に進行するもと考えられる。遊星ボールミルにより、メカニカルアロイ粉に投入したエネルギーが、パルス通電法による緻密化焼結に与える影響を調べた。2.遊星ボールミルの条件と生成した一次元積層無秩序構造の程度に応じたメカニカル合成・粉砕粉の結合状態(配位数や結合状態)との関係を調べた。また、結晶化・緻密化過程におけるSiC, BN及びCの各原子間の結合状態の変化についても明らかにした。3.生成したナノ構造化SiC、C焼結体の機械的性質、熱的性質、電気的性質などを調べ、焼結助剤を用いて作製した焼結体と比較検討した。4.生成した高密度のナノ構造化β-SiCにおける逆ホールペッチ効果とホールペッチ効果の分岐粒径について、粒子径と力学的性質との関係を調べた。5.このプロセスにより一次元積層無秩序構造を有するナノSiCと均質な固溶体を形成するA1Nを添加し、ナノSiCの焼結に与える影響を調べた。本年度研究項目である以下の2項目について研究を遂行した。1)焼結プロセスにおいて、一次元積層無秩序構造を有するSiCのメカニカル合成粉の秩序化(結晶化)・粒成長と焼結が協奏的に起こるのか、或いはどちらかが優先して起こるのかを明らかにする。2)遊星ボールミルにより、メカニカルアロイ粉に投入したエネルギーが、パルス通電法による緻密化焼結に与える影響を昇温速度、焼結温度、時間、印加荷重、パルス幅をパラメータに調べる。上記の項目に従い、SiC結晶に基づくX線回析ピークの積分強度、半値幅などを利用し、各焼結パラメータに対して比較し、焼結にともなうSiCの結晶化挙動と緻密化がどのように起こっているのかを調べた。また、遊星型ボールミルによって投入したエネルギーが、メカニカルアロイ粉の合成及びパルス通電焼結による焼結に与える影響を調べた。その結果、SiCメカニカルアロイ粉末は、一定の投入エネルギー条件以上で生成することを確認した。この投入エネルギーが少ない場合、未反応SiとCが残留し、未反応SiとCから生成したSiCが低温で焼結体の骨格を形成して緻密化を阻害した。したがって、メカニカルアロイ粉への投入エネルギーは、Si-C反応率を介して焼結過程に影響を与えると言える。更に、焼結温度・時間,印加荷重,昇温速度等について検討した結果、前者3パラメータについては、従来の焼結と同様に並行的に密度の上昇を確認することができたが、昇温速度については相反する傾向を示した。これは、昇温速度をSiCの構造秩序化が追従できる程度にする必要性を示唆していた。

1.焼結プロセスにおいて、一次元積層無秩序構造を有するBNおよびCのメカニカル粉砕粉の秩序化(結晶化)・粒成長と焼結がどのように協奏的に起こるのかを明らかにした。平成16年度同様にメカニカル粉砕した一次元無秩序構造を有するBNやCの粉体を用い、パルス通電焼結装置により焼結を行った。昇温速度、焼結温度、焼結時間が、無秩序化されたBNやCの結晶化に与える影響をX線回折ピークの積分強度、半値幅などを利用して、各焼結パラメータに対して比較し、焼結にともなうBNやCの結晶化挙動について調べた。同時に、かさ密度がどのように変化していくのかを追跡しながら、結晶化・緻密化がどのように起こっているのかを調べた。また、各焼結パラメータで得られる焼結体のSEMやTEMによる組織観察から粒子径を測定し、また数点のX線回折ピークをHalder-Wagnerプロットで解析して結晶子サイズを測定して、粒成長挙動との関係についても同時に調べた。2.遊星ボールミルの条件と生成した一次元積層無秩序構造の程度に応じたメカニカル合成・粉砕粉の結合状態(配位数や結合状態)との関係を調べた。また、結晶化・緻密化過程におけるSiC,BN及びCの各原子間の結合状態の変化についても明らかにした。遊星ボールミルにおける混合パラメータから混合粉に投入されるエネルギーがパルス通電法による緻密化焼結のための焼結条件に与える影響を調べた。また、メカニカル合成・粉砕の程度に対応するそれぞれ原子間の結合状態を固体NMRの化学シフト、またX線光電子分光測定による結合エネルギー、赤外分光スペクトル測定による振動モードから分析した。それら結合状態がパルス通電焼結の過程で、結晶化や緻密化に影響するのかどうかX線回折パターンの解析と密度測定の両方から焼結温度と焼結時間などを変数に詳しく調べた。
近世民衆の生命観と女の身体観-仙台藩領内を中心に-

本研究の目的は、仙台藩領内に残された懐胎、出産をめぐる史料を手がかりに、近世民衆の生命観と身体観を明らかにすることにある。またその特色は、1)死胎、流産に関わる死胎披露書という個別の女性たちの妊娠、出産のプロセスにせまる事が出来る史料を手がかりに、女性たちの労働と身体観、そして胎児、赤子の生命観の内実にせまること、2)近年、各地域をフィールドに進展してきた生命観、身体観をめぐる研究に学びつつ、今まで収集した仙台藩東山地方の史料の読み直しも含めて、身体観、生命観を明らかにするという点にある。なお仙台藩の支藩である一関藩のことを含めた検討については別に発表した(研究発表、参照)ので、報告書では、仙台藩領内を中心に、近世民衆の生命観と身体観への接近を意図した。その結果明らかになったことは四点ある。一つは、仙台藩の赤子養育仕法、そして一関藩の育子仕法が人々にとって持った歴史的意味である。妊娠、出産について厳しく管理する懐胎・出産取締りの制度は、むしろ人々の出生コントロールへの意思を意識化させる側面を持っていたという点である。二つには妊娠・出産や堕胎・間引きをめぐる藩・共同体・家族と医者、産婆の関係、とくに人々の堕胎・間引きの要求に応じる民間の医者や産婆の存在が明らかとなった。三つには、流産、死胎、堕胎の方法に関する史料群を読み解くことで民衆の出生コントロールへの意思を明らかにすることができた。四つには、近世後期の診察記録や仙台藩領内に配布された薬を探るなかで、医者の診察記録は民衆の生命観、身体観を探る上での重要な手がかりがあることが明らかとなった。今年度は、仙台藩の支藩である一関藩をフィールドに、夏に、一関市博物館で史料収集、撮影をおこない、史料の読み本作成をおこなった。また、その成果を「順正短期大学研究紀要」にまとめ、さらにその内容を京都橘女子大学、女性歴史文化研究所公開研究会で報告し、紀要原稿を大幅に加筆修正したものが、「京都橘女子大学女性歴史文化研究所紀要」に掲載された。また、3月には、再び一関市博物館で、史料収集と撮影、及び、旧一関城下のフィールドワークをおこなった。一関市博物館で、主に収集した史料は、一関藩家老、沼田家文書に残されている、19世紀前半の文化8年(1811)から嘉永7年(1854)までの育子法関係の史料である。それらは,大別すると(1)「育子御仕法取行方」などの育子仕法をめぐる法令、あるいは「育子方御用留」など、勤役関係の記録、(2)妊娠、流産、死産の記録、(3)出生や育子御手当てに関する記録、(4)藩の医学校、慎済館の医師から藩に対してなされた提言などである。これら育子仕法に関わって作成された記録は、支配層の手によって記されている点で、注意深い読み取りが求められるものの、そこに生きた人々の行動や心性を探るうえで、重要な手がかりとなることも確かである。また、政治権力が作用する出産の場に対する数的、質的アプローチを可能にする史料でもある。今年度は、これらの史料を用いて、近世末の一関藩における<産む>身体の位相を、育子仕法という政治権力が作用する出産の場、そして生殖への藩の側の介入のプロセスを通して、また、出産をめぐる藩、社会、家族、そして医者、産婆といった諸関係の中で考えてみた。その結果、従来、明らかにされていなかった武士層に対する懐胎・出産取締りや堕胎・間引き取締りの実相、藩の医師と、民間の医師、産婆との堕胎・間引きをめぐるせめぎあいなど、興味深い事実を明らかにすることができた。

今年度も、昨年度に引き続き、仙台藩の支藩、一関藩家老の沼田家文書を手がかりに、近世末の一関藩における<産む>身体の位相を、育子仕法という政治権力が作用する出産の場、そして生殖への藩の側の介入のプロセスを通して明らかにする作業を行った。その成果は、拙著『性と生殖の近世』のなかの第一章、また『徳川日本のライフコース-歴史人口学との対話-』に収録した。また今年度は、昨年度の調査で明らかになった出産に関わる多様な医療者(藩の医師と、民間の医師、産婆)の実相を明らかにするために、夏に、花泉町役場、一関市博物館で史料の収集と撮影をおこなった。花泉町で収集したのは、一関藩領内流村の医師で、藩医となった千葉理安に関する観音堂文書である。ここには、千葉理安が創設した施無為堂で学んだ医者たちの堕胎は行わないと記した誓詞や千葉理安の診察記録が含まれており、この地域の医療の状況がわかる興味深い史料である。また一関市博物館では、一関城下の藩医、建部清庵塾の診療記録の収集および撮影を行った。この史料には、患者の地理的分布、疾病の状況、患者の性別など豊富な情報が含まれており、身体観、生命観に接近する重要な手がかりとなる。また昨年度収集した沼田家文書の中から収集することができた着帯届、懐妊届、出産届、名号届、死胎、流産届など、939件の武士の妊娠、出産に関わる諸届をデータベース化するとともに、武士層への育子手当の制度と実際についての分析を進めた。その成果は岡山地方史研究会の例会で報告するとともに、『立命館大学人文研紀要』87号に執筆した。武士層に対する育子手当に関する研究はいまだなされていない点で、武士層への育子手当の実際が明らかになった点は大きな成果であった。さらに現在は、一関領内狐禅寺村の小野寺家文書に収められたし懐胎・出産に関する史料を手がかりに武士層と農民との比較分析に取り組んでいる。今年度は、昨年にひき続き、仙台藩の支藩、一関藩をフィールドに、とくに狐禅寺村、小野寺家文書のなかの「懐婦死胎書上」、「病死書上」の分析を行うとともに、人別改め帳から明らかになる家族のライフコースと重ねあわせることで、農民層の妊娠、出産、子育てへの接近を意図した。そのうえで、今までに明らかになった武士の妊娠、出産との比較を行った。その成果は、2006年9月10日、一関市博物館で行われた一関市博物館主催「北緯39度の文化学」での講演、「一関市の『育子仕法』からみた妊娠、出産、子育て一武士と農民の日常世界への接近」で報告するとともに、そこで地元の方々から出されたご意見をもとに、その講演内容に加筆修正し、『順正短期大学研究紀要』35号にまとめた。また今年度は最終年度にあたるため、本研究の枠組みを再検討するために、身体史、ジェンダー史の中で整理しなおすという作業もおこなった。その一つは、日本の近世における身体史研究の整理である。この点については、2006年7月31日に開催された第25回日本教育史研究会サマーセミナー「教育史における身体と性」において報告し、また『教育史研究の最前線』に「日本の近世における身体と教育」と題してまとめた。その二つは、ジェンダー史のなかでの再整理である。この点については、2006年7月8日に行われた立教大学日本学研究所シンポジウム「『女性史』はジェンダーをどう受け止めるか?」で、一関藩の事例も含めて報告、また9月9日におこなわれた総合女性史研究会公開講座での講演では「歴史の中の生命と身体-江戸時代の女の産む/産まない」で報告をした。その中で、本研究のジェンダー史における位置づけを再検討し、立教大学での報告は、『日本学研究所紀要』(近刊)に執筆した。
精神分裂病脳に特徴的に発現している遺伝子の検索

3年研究の初年度、米国スタンレー財団精神疾患脳バンクより分与された疾患(統合失調症・双極性障害・大うつ病)・対照脳の前頭葉および側頭葉組織の遺伝子発現をDNAチップおよびTaqMan法でしらべたところ、ニューロペプチドY遺伝子の発現は、統合失調症(精神分裂病)の前頭葉で有意に減少していることを見いだした。次年度は、理研・加藤忠史氏との共同研究で同スタンレー試料前頭葉60検体について60個のDNAチップを用いて個別に比較検討し、統合失調症前頭葉でニューロペプチドY遺伝子の発現が低下することを確認した。ニューロペプチドY遺伝子の発現低下は、検索対象の年齢、性別、死後時間、服薬量とは関係しないことから、ニューロペプチドY遺伝子発現の低下が統合失調症の病態と関連している可能性が考えられた。そこで最終の本年度は、ニューロペプチトY遺伝子をターゲットとして、統合失調症患者と健常者に差がみとめられるかとうかをしらべた。ヒトのニューロペプチトY遺伝子の9カ所に1塩基置換の多型もみつけた。このうち7つはデータベースに存在しない新規のものであった。統合失調症群と健常者群のあいだでこれららの多型の出現頻度がことなるかどうかをしらべた。この結果、-485C>T多型は統合失調症の遺伝子リスクファクターであることか明らかになった。米国スタンレー財団脳バンクより供与された精神分裂病の剖検脳前頭葉をDNAチップ法でしらべたところ、対照とは発現のことなる遺伝子が複数みつかった。このうちのひとつであるニューロペプチドY遺伝子は発現が顕著に減少していた。そこで定量的mRNA法により、ニューロペプチドYmRNA量を対照・分裂病・双極性障害・大うつ病の剖検脳前頭葉および側頭葉(総計120検体)ではかったところ、分裂病の前頭葉(P=0.003)および双極性障害の前頭葉(P=0.031)で対照にくらべ有意に減少していた。ニューロペプチドYmRNAの減少は、検索試料の性差、年齢、死後時間、左右半球の差、初発年齢、病期、総服薬量などと相関しないことから、分裂病の病態と相関している可能性がつよく示唆された。先に、米国スタンレー財団精神疾患脳バンクより分与された疾患(統合失調症・双極性障害・大うつ病)・対照脳の前頭葉および側頭葉組織の遺伝子発現をDNAチップおよびTaqMan法でしらべたところ、ニューロペプチドY遺伝子の発現は、統合失調症(精神分裂病)の前頭葉で有意に減少していることを見いだした。本年度は、理研・加藤忠史氏との共同研究で同スタンレー試料前頭葉60検体について60個のDNAチップを用いて個別に比較検討した。その結果、統合失調症前頭葉でニューロペプチドY遺伝子の発現が低下することを確認した。また、昨年度の研究において、脂肪酸結合蛋白(FABP)遺伝子の発現が低下が見られたこと(未発表)、さらには統合失調症・気分障害では長鎖不飽和脂肪酸のアンバランスが見られることが報告されていることから、スタンレー財団脳(120検体、4群で前頭葉および側頭葉)について脂肪酸24分画の定量をおこなった。この結果、前頭葉では統合失調症と対照とのあいだで、24分画のモル濃度の差はなかったが、双極障害および大うつ病の両群においては、ドコサペンタエイン酸(C22 : 5ω3)が対照にくらべ著しく高い値をしめした(p<0.001)。同脂肪酸はシナプス膜脂質と関連する。精神疾患における脂肪酸代謝の異常を、今後はターゲットにして検索をすすめる。

次年度は、理研・加藤忠史氏との共同研究で同スタンレー試料前頭葉60検体について60個のDNAチップを用いて個別に比較検討し、統合失調症前頭葉でニューロペプチドY遺伝子の発現が低下することを確認した。ニューロペプチドY遺伝子の発現低下は、検索対象の年齢、性別、死後時間、服薬量とは関係しないことから、ニューロペプチドY遺伝子発現の低下が統合失調症の病態と関連している可能性が考えられた。そこで最終の本年度は、ニューロペプチドY遺伝子をターゲットとして、統合失調症患者と健常者に差がみとめられるかどうかをしらべた。ヒトのニューロペプチドY遺伝子の9カ所に1塩基置換の多型もみつけた。このうち7つはデータベースに存在しない新規のものであった。統合失調症群と健常者群のあいだでこれららの多型の出現頻度がことなるかどうかをしらべた。この結果、-485C>T多型は統合失調症の遺伝子リスクファクターであることが明らかになった。
道教の普渡儀礼の成立と現状

本研究では、宋元時代に成立した二つの儀礼書に記述された道教の普渡儀礼について、基本的な構成を明らかにし、さらに主要な救済の対象である正薦の亡魂に対する一連の儀礼と比較しながら、儀礼書の儀礼構成や思想的な特色を考察した。さらに仏教の施餓鬼儀礼が普渡儀礼としての性格を有するようになる過程と、道教の普渡儀礼が成立する過程をたどりながら、仏教と道教が相互に影響しあいながら、ぞれぞれの普渡儀礼を形成していったことを明らかにした。また現在台湾や香港などで行われている普渡儀礼について、現地での調査を行い、特に台湾北部道士の中元普度について、手印に注目してその構成・特色を明らかにした。25年度は、まず第1に宋代の道教普渡儀礼文献について、テキストを電子化し、日本語訳しながらその構成を明らかにすることを目標にしていたが、入力についてはほぼ予定通りに完了したが、分析の対象として『無上黄ろく大斎立成儀』(以下「立成儀」)を基本に置くこととし、まずそのテキストを入力・日本語訳した上で構成を明らかにし、さらに正薦の儀礼および仏教の普渡儀礼との比較を行うこととした。しかしその作業の成果を論文にまとめる際に、「立成儀」の普渡儀礼の構成を明らかにするだけでかなり長大なものになったため、その部分だけで論文はいったん完結することとし、『図書館情報メディア研究』に投稿した。正薦の儀礼および仏教の普渡儀礼との比較については、前者についてはほぼ終了しているので、夏季休暇中にこの論文も完成したいと考えている。道教の普渡儀礼の構成は仏教の普渡とほぼ同様のストーリーを持っており、これに錬度や成仙を保証するための文書の授与など、道教独自の儀礼が追加された形になっている。この普渡の儀礼が基になって、正薦の儀礼が成立したことが考えられる。南宋中期から元代にかけて活躍した著者の残した、普渡や黄ろく斎のための青詞・疏文については、著名な著者については収集したが、さらに広い範囲で収集することに努めたい。台湾北部の普渡儀礼については、普渡の中で行う手印の分析を中心に、25年度は調査を進め、これに加えて台湾北部の道士の伝統、および中元節で挙行する中普と呼ばれる儀礼の構成を論じた論文の概要を、25年末の研究会で発表した。これに手を入れたものを6月末に完成し、『東方宗教』に投稿する予定である。また25年度の夏季休暇には香港でのフィールド調査を行い、潮州系の仏教・道教の儀礼、島嶼部の道教正一教系の儀礼などを調査したが、日程の関係で全真教系の儀礼については調査ができなかった。これについては26年度に期したい。26年度は、25年度から進めていた、台湾北部道士の普渡儀礼について、中元節の時期や礼斗法会の最終日など、行われる機会が多い中普の構成と、その中で高功道士が結ぶ手印の意味と性格についての研究をまとめ、調査を行っている李游坤道長との共著という形で、『東方宗教』に投稿した。現在修正を経て、初校が終了した段階である。さらに25年度から進めていた『無上黄ろく大斎立成儀』に記述された、救済の主たる対象となる死者のための儀礼(正薦)と普渡儀礼との儀礼を分析し、その比較から仏教の影響の性格と成立過程を探る研究を進め、それを完成して本学系の紀要に投稿したが、分量が規定の枚数を大幅に超えていたため差し戻され、改めて正薦の部分と、普渡の場面とに分け、普渡の部分に関しては、仏教儀礼との比較によってその成立を論じて結論とし、その結果2本の論文として投稿した。また26年度には、7月の日本タオイスト協会主催の中国および台湾の研究者とのシンポジウムで、それぞれに発表を行ったが、これまでの普渡についての研究と、現在の普渡研究に関する視点を明らかにした。また10月には大東文化大学で招待講演を行ったが、その時には進めていた『無上黄ろく大斎立成儀』の研究結果を盛り込んだ講演を行った。26年度は、当初は宋代の文人が残した黄ろく斎についての青詞・疏文の分析を進める予定であったが、一つには儀礼についての分析が仏教との影響関係や、『無上黄ろく大斎立成儀』における正薦と普渡との関係、および金允中『上清霊宝大法』における、二つの儀礼の関係との比較に及んだこと、また一つには『全宋文』を対象にすべての青詞・疏文を入力し、分析の対象とすることにしたため、26年度は入力作業に集中することとした。27年5月に刊行された『東方宗教』125号に、台湾の李游坤道長との共著である「台湾北部道士の中普と手印」が掲載された。これは25年度から進めてきた台湾北部の中元普渡の研究成果の一部である。26年度末に本系の紀要(査読あり)に投稿した『無上黄ろく大斎立成儀』の普渡、および普渡と正薦の儀礼の比較についての2本の論文が、修正を経て28年3月に発行された。また12月に香港の中文大學において開催された「比較視野中的道教儀式國際學術研討会」においては、「佛教施餓鬼和道教普渡」と題された論文を発表した。

この論文においては26年度末から取り組んでいた、仏教の施餓鬼儀礼に関する儀軌の変遷と、道教の普渡文献の変化をたどり、南宋の中期までに両者が相互に影響しあいながら、普渡儀礼として広く行われるようになっていたことを、仏教の水陸斎の儀軌やその関連文献などとともに考察したものである。また28年3月にアメリカTacoma市のThe Pacific Lutheran Universityで開催された「日米道教会議」では、金允中の『上清霊宝大法』に記述された普渡および正薦の儀礼を、立成儀の普渡と正薦の儀礼と比較しながら論じ、あわせて金允中の同時代の現状に対する批判と、宋代の儀礼書に見られる問題点を指摘した、「金允中《上清靈寶大法》的普度與正薦」を発表した。また台湾の普渡に関して、毎日台北府城隍廟で行われている超抜(小規模な普渡儀礼)に関する、依頼者の意図などをアンケートの形で集めたデータを、李游坤道長と26年度に収集していたが、これを協力して分析するための打ち合わせを行い、さらに中元普渡に関する調査へと進めることにしている。また青詞・疏文については、26年度に入力が終わり、整理を進めたが、新たに元代の文人の文書の中に、関連の資料を探し出すことが出来たので、これを含めて分析を進めている。本研究では、宋元時代に成立した二つの儀礼書に記述された道教の普渡儀礼について、基本的な構成を明らかにし、さらに主要な救済の対象である正薦の亡魂に対する一連の儀礼と比較しながら、儀礼書の儀礼構成や思想的な特色を考察した。さらに仏教の施餓鬼儀礼が普渡儀礼としての性格を有するようになる過程と、道教の普渡儀礼が成立する過程をたどりながら、仏教と道教が相互に影響しあいながら、ぞれぞれの普渡儀礼を形成していったことを明らかにした。また現在台湾や香港などで行われている普渡儀礼について、現地での調査を行い、特に台湾北部道士の中元普度について、手印に注目してその構成・特色を明らかにした。当初の計画では、26年度には青詞・疏文の分析を進める予定であったが、分析を行う対象を拡大したこともあり、入力を完成することに終わった。しかし北部道士の中普と手印に関する研究を進める過程で、この中普と同じテキストを用いた小普に関して、人々がどのような理由で、またどのような経過で、道士にこの儀礼を依頼するようになったかについて分析するための資料を得ることができ、この資料の分析とともに宋代の青詞・疏文の分析を進めていくことができるようになった。また26年度には、全真教系の普渡儀礼について調査を行う予定であったが、実際に調査できたのは『瑜伽焔口施食要集』や、『大甘露門施食要集』等のテキストを用いた仏教の普渡儀礼であり、その際に台湾で用いられている仏教系の他の普渡のテキストについても知見を得ることができた。そして正薦の儀礼と普渡儀礼との関係を、金允中『上清霊宝大法』における二つの儀礼の関係と比較を進める中で、あるいは唐代の不空の訳とされる四種類の仏教の普渡儀軌の、中国の仏典目録、日本の請来目録での出現状態などを調査する中から、仏教普渡と道教普渡との影響関係について、今までの定説に対して疑問を提出する必要を感じるようになった。現在仏教・道教は、相互に影響し合って普渡儀礼を完成させてきたのではないかと考えているが、この点は27年度にさらに発展させて、本年末に香港で行われる国際学会で発表する予定である。以上のように26年度は、予定していた研究を進め成果を発表できた中で、関連した重要問題に気づき、それがその方面の研究を進める契機となって、ある程度までその研究を進めることができた。中国宗教史27年度では、26年度の成果を踏まえ、まず三つの研究を進めて成果を問う予定である。一つ目は不空訳の四つの仏教普渡儀軌について、各々の儀軌の構成とその成立年代を、各種目録や僧侶の残した文集などを手がかりに探り、道教普渡との影響関係を明らかにすることである。この問題に関しては、すでに必要な資料をかなり集めており、先述のように香港の国際学会で発表する予定である。次に金允中
補欠分子族含有酵素におけるプロトン・電子移動の協同的制御機構の解明

Arthobacter globformis銅アミン酸化酵素(AGAO)について,本研究全体のの骨子である「プロトン・電子移動の協同的制御機構」を解明するための中心的な情報である,種々のプロトン化状態における反応解析を行った.嫌気的条件下,種々のpHにおいて基質フェニルエチルアミンとAGAOを反応させ,スペクトル変化をフォトダイオードアレイを装備したストップトフロー分光器を用いて追跡し,得られたスペクトル変化をグローバル解析に供し,遷移相速度論的解析を行った.その結果,それぞれのpHにおいて遊離酵素,基質シッフ塩基,生成物シッフ塩基,還元型,およびセミキノン型の各中間体を同定し,それらの間の相互転換の速度定数を決定することができた.これらの速度定数は顕著なpH依存性を示し,還元型とセミキノン型の相互転換は正逆方向ともpHの上昇に伴って著しく減少しており,一方,それ以外の過程の速度定数はいずれも正逆方向ともpHの上昇に伴って上昇していた.特筆すべきことは,基質シッフ塩基と生成物シッフ塩基の相互転換のいずれの向きの速度定数も,pKa = 6.0から6.5の解離基が脱プロトン化した形が活性分子種となるpH依存性を示し,Asp298の一般塩基触媒としての機能を初めて実際の反応の上で証明することができた.また,生成物シッフ塩基の加水分解の過程のpH依存性からも,Asp298が水分子の攻撃の一般塩基触媒として働くことが示され,Asp298の触媒基としての多機能性を示すことができた.また,還元型とセミキノン型の相互転換の速度定数は高pH領域でほとんど0に近づくことから,この過程が触媒反応の本筋の過程ではなく,脇道の袋小路の過程であることが判明した.以上のことは現在進行中の中性子線解析の結果の解釈において重要な情報を提供した.先ず,Arthrobacter globformis銅アミン酸化酵素(AGAO)について,従来から知られているハロゲン化物イオンによる阻害の機構について詳細に解析した。AGAOは補欠分子族としてCu(2+)に加え,ビルトイン補欠分子族であるトーパキノン(TPQ)を有している。AGAOの反応は2段階で進行し,第1段階として基質アミンとTPQの反応によってアミンがアルデヒドに酸化されTPQが還元的アミノ化を受けてアミノレゾルシノール(TPQ(amr))となる反応が進行し,第2段階としてTPQ(amr)が酸素と反応してアンモニアを遊離するとともにTPQに再酸化される反応が進行する。本年度は種々のハロゲン化物イオンの存在下,基質フェニルエチルアミンとの反応をフォトダイオードアレイを装着したストップトフロー分光分析器において観測し,遷移相速度論的解析を行った結果,ハロゲン化物イオンがCu(2+)に配位することで,TPQ(amr)のCu(2+)への配位を阻害し,TPQ(amr)の再酸化を妨げるというモデルを提出することが出来た。このモデルはハロゲン化物イオンと基質フェニルエチルアミンの存在化のAGAOの結晶構造解析によって確かめられた。さらに溶液の粘性を変化させつつ遷移相速度論的解析を行ったところ,TPQ(amr)のCu(2+)への配位の際にTPQ(amr)が大きくコンフォメーションを変化させることが分かった。続いて,アスパラギン酸アミノ基転移酵素(AAT)については,AATがC4およびC5字カルボン酸を基質とするが,C3カルボン酸であるマロン酸との複合体結晶を初めて得ることが出来,その構造解析より,ミハエリス複合体から外アルジミンへの転換の機構の詳細をタンパク質部分の動きの結果として説明することが出来た。銅アミン酸化酵素については第2段階の酸化的半反応の初発段階である,補欠分子族トーパキノンのCu(2+)への配位の過程が明らかになって来た。また,アスパラギン酸アミノ基転移酵素については,思いがけず同酵素とマロン酸の複合体の高分解能結晶解析を行うことができ,既存の種々のアナログとの複合体の結晶構造と比較することで,補欠分子族ピリドキサール5'-リン酸と基質アスパラギン酸のシッフ塩基形成過程についての酵素タンパク質の関与の機構を明らかにすることができた。また,トレオニン合成酵素については,分子動力学的解析を行うことにより,生成物L-トレオニンの放出過程における酵素タンパク質の関与の機構を明らかにすることができた。以上により,おおむね順調に進行していると考えられる。Arthrobacter globformis銅アミン酸化酵素(AGAO)について,中性子線解析によるプロトンの位置の決定が進展した.その結果,予想外の活性部位のプロトンの位置が判明し,AGAOの触媒反応におけプロトン-電子移動の協同的制御機構についての知見を得ることができた.トレオニン合成酵素(ThrS)については,後半の反応,すなわちThrSの反応特異性をつかさどる重要な過程において,副反応を避けるような電子移動を可能にするプロトン化状態を探ることが必要であり,量子力学-分子力学ハイブリッド法(QM/MM法)を用いた計算によって一定の成果が得られていたが,自由エネルギーによる評価が行われていないために現実的な反応機構との乖離が問題であった.これに対して,後半の反応における主要な3つの中間体,すなわちアミノクロトン酸シッフ塩基中間体,カルボアニオン中間体,およびL-トレオニンシッフ塩基中間体,に対して3 μsに及ぶ長時間の分子動力学(MD)計算を行い,また生成物支援触媒の本体であるリン酸イオンおよびリン酸イオンに類似しているが生成物支援触媒とならない硫酸イオンの存在下での各中間体の自由エネルギー差を熱力学積分法で求めた.