hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リー群のホモトピー的性質の研究

これにより,ホモトピー論の主要な研究対象のひとつであるGのホモトピー同値写像のホモトピー類群aut(G)のホモトピー群の情報も得られる。また,ゲージ論への応用が期待される。3.山上滋はW*圏の間の正規関手のなす双圏はW*双加群のなす双圏にモノイド的に同値であることを証明した。リー群Gに対し, GからGへの単位元を動かさない連続写像全体map(G, G)にコンパクト開位相を与えて位相空間と見なす.この位相空間のn次元ホモトピー群π_n(map(G, G))の計算は本研究課題の主目標の一つである.この群を計算することの意義と重要性は,例えば,次の2点にある:(1) map(G, G)の元でホモトピー同値写像であるもの全体aut(G)はホモトピー論の主要な研究対象の一つであるが, π_n(aut(G))=π_n(map(G, G))である;(2) n次元球面上の主G束のゲージ群のホモトピー型の情報が,空間map(G, G)のn-1次元ホモトピー群を介して与えられる. π_n (map(G, G))のn=0の場合は[G, G]と記してその計算を過去に行ったので, n>0の場合を研究対象とした.平成19年度,階数2例外群に対しn=1の場合を決定しSU(3)とSp(2)2に対し0<n<9の場合を決定した.平成20年度は引き続きSU(3)とSp(2)に対し8<n<12の場合に計算を続行し完全な結果を得た.用いた手法は,まず求めたいホモトピー群をGと球面とのスマッシュ積からGへの連続写像のホモトビー類群と同一視し,次に後者をGの細胞構造に付随するプッペ完全系列を用いて群拡大を除いて決定し,続いて戸田ブラケットやファイブレーションに付随する完全系列を用いてその群拡大を決定する,というものである.詳しい内容は公表すべく準備中である.map(G, G)のホモトピーの研究で自明でない最初はG=SO(3)の場合である.後期博士課程の学生と協力してπ_n(map(SO(3), SO(3)))の計算を行い,ある程度までは決定できたので,平成21年度に公表すべく努力中である.リー群Gに対し,GからGへの単元を動かさない連続写像全体map(G,G)にコンパクト開位相を与えて位相空間とみなす.この空間のホモトピー群π_n(map(G,G))の計算は本研究課題の主たる目的の一つである.この群を計算することの意義と重要性は,それがリー群Gの性質を強く反映し,従ってそれを計算することによりリー群Gの位相的性質が露わになることにある.GがSU(3)またはSp(2)であって8<n<12の場合にπ_n(map(G,G))の計算を前年にほぼ終えていたのを本年完了投稿し印刷公表した.π_0(map(G,G))は[G,G]とも書かれ,研究代表者により詳しく研究がなされて来たが,未だ道半ばという状態にある研究対象である.研究代表者は群[G,G]のべき零指数について次の予想を立てた「Gが単純リー群ならば[G,G]のべき零指数はGの階以上である」.この予想を肯定する例はたくさん得られているが,予想の完全な証明は未だ得られていない.射影ユニタリー群に対してしは予想が成り立つことを濱中・河野は示した.従って任意の自然数nに対し[G,G]のべき零指数がn以上となる単純だが非単連結なリー群Gは存在することが分かったことになる.研究代表者は非単純だが単連結なリー群に対し,予想の結論部分の成り立つ例があるか否かを考察し次の結果を得た.定理.Gがホモトピーべき零でない位相群ならば,そのn個の積G^nに対し[G^n,G^n]のべき零指数はn以上である.系.任意の自然数nに対し,コンパクト単連結リー群Gで[G,G]のべき零指数がn以上となるものが存在する.上記結果は既に論文にまとめられ,投稿も受理されていて来年度には印刷公表の予定である.
原子レベルでの構造解析に基づくウィルスのDNAパッケージングモーターの動作基盤

本研究は、T4ファージを対象として、DNAがウィルス頭殻に詰め込まれる現象を原子レベルで明らかにしようとするものである。本年度の成果は下記の通りである:1.ネック蛋白質の発現・精製ネック蛋白質(gp13,gp14)について、発現・精製を行った。gp13,gp14はそれぞれ、単独で精製することに成功し、それぞれが単量体で存在することがわかった。また、0.4M以上濃度の硫酸アンモニウム存在下で二つの蛋白質を混合すると、(gp13)_<10>-(gp14)_5からなる複合体が形成することがわかった。2.ネック蛋白質の物理化学的解析上記(gp13)_<10>-(gp14)_5の電子顕微鏡観察、超遠心分析を行いこの複合体が溶液中で均一のリング状の構造を持ち、ファージ粒子中に存在する複合体であることを示した。3.結晶化、構造解析gp13,(gp13)_<10>-(gp14)_5について、結晶化に適した精製試料を用いて結晶化を試みている。具体的には、市販のグローバルな結晶化条件スクリーニングキットを用いて、蒸気拡散法により結晶化条件の初期検索を行っている。現在、構造解析に向けて充分な質と大きさを持った結晶を得るための条件を探索中である。本研究は、T4ファージを対象として、どのようにしてDNAがウィルス頭殻に詰め込まれるのかという基本的な現象を原子レベルで明らかにしようとするものである。本年度の成果は下記の通りである:1.パッケージングモーター蛋白質群および、その機能ドメインの発現・精製既に発現系の構築してあるgp17,gp16,gp17^<1-360>(ATPaseドメイン),gp17^<360-577>(DNA切断ドメイン)について、立体構造解析に適した精製法を確立した。申請した蛋白質精製装置AKTA explorer10Sは順調に稼動しており、短時間で上記の蛋白質を高純度に、ほぼ同時に精製するすることが可能となった。2.生化学的・物理化学的解析得られた精製試料を温度、pH、塩濃度、ATP,ADP,ATPアナログ等の条件を変化させ超遠心分析機XL-I、ゲルろ過カラムクロマト(全て当研究室内設備)をもちいて分子間相互作用解析を系統的に行うことにより生化学的に活性のある安定な複合体の形成条件の探索を試みているが、現在のところ溶液中でgp16は約20量体、gp17は単量体で存在することが分かった。DNAパッケージング能を持つと期待される、gp17とgp16のヘテロ複合体は検出されていない。3.結晶化・構造解析gp17,gp16,gp17^<1-360>(ATPaseドメイン),gp17^<360-577>(DNA切断ドメイン)について、結晶化に適した精製試料を用いて結晶化を試みている。その中でも、gp17については結晶化することに成功した。本年度の成果は下記の通りである:1.ポータル・ネック蛋白質群の発現・精製ポータル蛋白質(gp20)、ネック蛋白質(gp13,gp14)について、発現・精製を行った。gp20は、不溶性画分に回収されるため、尿素による変性後精製しリフォールディングを試みた。現在、天然と同じ12量体の存在が確認できたが、そのほかの分子種もあるため結晶化に更なる努力が必要である。gp13,gp14はそれぞれ、単独で精製することに成功し単量体で存在することが分かった。また、系統的な条件検討を行うことによって(gp13)_<10>-(gp14)_5からなる複合体の単離に成功した。2.生化学的・物理化学的解析gp16,gp17に関しては昨年度に引き続き、生化学的に活性のある安定な複合体の形成条件の探索を試みているが、現在のところ溶液中でgp16は約20量体、gp17は単量体で存在することが分かった。現在、基質である末端形状の異なるDNA断片との相互作用を解析中である。3.結晶化・構造解析gp17,gp13,について、結晶化に適した精製試料を用いて結晶化を試みている。その中でも、His_6タグを除去したgp17については結晶化することに成功した。

また、0.4M以上濃度の硫酸アンモニウム存在下で二つの蛋白質を混合すると、(gp13)_<10>-(gp14)_5からなる複合体が形成することがわかった。2.ネック蛋白質の物理化学的解析上記(gp13)_<10>-(gp14)_5の電子顕微鏡観察、超遠心分析を行いこの複合体が溶液中で均一のリング状の構造を持ち、ファージ粒子中に存在する複合体であることを示した。3.結晶化、構造解析gp13,(gp13)_<10>-(gp14)_5について、結晶化に適した精製試料を用いて結晶化を試みている。具体的には、市販のグローバルな結晶化条件スクリーニングキットを用いて、蒸気拡散法により結晶化条件の初期検索を行っている。現在、構造解析に向けて充分な質と大きさを持った結晶を得るための条件を探索中である。
高次元・高頻度データによる金融資産のリスク分析

本研究では、高次元かつ高頻度データを用いて、共分散の新たなモデルを提案し、その実用性を検証していく。共分散のモデルでは、資産の数が増えるにしたがって、パラメータの数が2乗のオーダーで増えてしまうという問題がある。この点を考慮して、1ネットワーク型確率的ボラティリティ変動モデル、2主成分分析の考えを拡張した実現共分散モデル、3標準化による共分散構造の単純化の3点をテーマに研究を行い、その成果を3編の論文にまとめていく。
無人島におけるヒトスジシマカの定着・存続に関する研究

長崎市飯盛町下釜海岸沖約500mに位置する無人島(前島)とその対岸の防潮林に生息するヒトスジシマカ集団の諸形質を野外調査によって調べた。前島には人を吸血する蚊類として、ヒトスジシマカ、ヤマトヤブカ、シロカタヤブカ、トウゴウヤブカ、キンパラナガハシカ、オオクロヤブカ、コガタカイエカ、アカイエカの8種類が生息していることがわかった。1998、1999年の人囮採集で採集された成虫1,715頭のうち98.3%がヒトスジシマカであった。長崎地方におけるヒトスジシマカ幼虫の発育は3月下旬ごろから可能となり、この頃に孵化した幼虫は5月上旬に成虫となって現れる。無人島でも対岸の防潮林でもヒトスジシマカ成虫は5月初めから採集され、その密度は5月から7月にかけて徐々に増加し、7月8月に最高値に達した後減少して11月末か12月にゼロになった。経産雌の割合は5月から7月まで約4060%(1998年)、あるいは約6080%(1999年)を推移し、両集団でほぼ等しかった。捕獲された成虫の平均余命は6月7月に最も長く平均20日30日で、繁殖シーズンの初めと終わりにはこれよりも短かった。成虫の吸血成功率を推定するための新しい分析方法を考案し、前島で実施した記号放逐実験結果を分析した。一日当たり放逐された成虫の2125%が吸血に成功していると推定された。この推定値は人との遭遇機会の多い場所で実施された記号放逐実験で得られた値とよく似ており、無人島であってもヒトスジシマカが吸血源に不自由しているわけではないと考えられた。放逐された成虫の33.3%と39.0%が放逐場所周辺で再捕獲され、無人島内部での移動分散がそれほど活発ではないことがわかった。幼虫のアイソザイム分析の結果、前島に生息するヒトスジシマカ集団と対岸の集団間には遺伝的な差はほとんどないと考えられた。調査地として長崎市飯盛町下釜海岸沖約500mに位置する無人島(前島)とその対岸の集落を選んだ。今年度は、前島及び対岸集落のヒトスジシマカ個体群を継続的に調査するための、標準的調査方法を確立することを第1の目的として定期調査を実施した。調査はヒトスジシマカ成虫が採集された5月から12月までの期間実施した。標準的調査方法として、(1)人囮採集による成虫密度の推定、(2)採集された雌成虫の解剖による経産雌率の推定、(3)実験室内での飼育による寿命調査の3方法を採用した。人囮採集の結果、合計6種類、1415頭の成虫が採集された。このうちの96%がヒトスジシマカであり、本種が調査地における優占種であった。成虫密度は5月から7月にかけて徐々に増加したが、常に対岸の密度の方が高かった。しかしながら、8月中旬に蚊の防除のために殺虫剤の散布が行われたため、対岸の密度が急減し前島の密度の方が高くなった。その後12月初めま、どちらの個体群でも密度は減少を続けた。

前島と対岸の個体群の経産雌率は、5月から7月まで約4060%でほぼ等しかったが、9月以降は対岸の経産雌率が40%、前島が65%と大きな違いが見られた。また、室内飼育による寿命調査の結果、どちらの個体群でも平均寿命はシーズンの初期に約30日、終期には約10日と、シーズンの経過とともに短くなる傾向が明らかになった。さらに、対岸の個体群では殺虫剤散布による密度の減少後に採集された成虫の平均寿命は前島よりも長かった。対岸の個体群は8月中旬の殺虫剤の散布によって密度が低下し、その後新たに成虫が羽化したため経産雌率が前島より低く、また成虫の平均寿命も長かったものと考えられる。このように殺虫剤散布という人為的な要因ではあるが、前島と対岸集落のヒトスジシマカ個体群の間に違いが観察され、2つの個体群がかなり隔離されていることが示唆された。昨年度と同様に長崎市飯盛町下釜海岸沖約500mに位置する無人島(前島)とその対岸の集落を調査地として選んだ。昨年度確立したヒトスジシマカ個体群の調査方法にしたがって、定期調査を実施した。調査はヒトスジシマカ成虫が採集された5月から12月までの期間、原則として2週間おきに実施した。標準的調査方法として、(1)人囮採集による成虫密度の推定、(2)採集された雌成虫の解剖による経産雌率の推定、(3)実験室内での飼育による寿命調査の3方法を採用した。9月末以降に採集された成虫は寿命調査の際に吸血させ、産卵数の調査も同時に行った。また、2調査地それぞれに温湿度の自動記録計を各2個設置し気象条件の記録を行った。ヒトスジシマカ成虫の密度は5月から7月にかけて徐々に増加し78月に最高値に達しその後減少して11月末12月にゼロとなるという、昨年と基本的に同様のパターンが観察された。無人島と対岸の密度の差は顕著ではなかった。対岸の集落では昨年同様8月中旬に蚊の防除のために殺虫剤の散布が行われたため、密度が急減した。前島と対岸の個体群の経産雌率は、5月から9月まで約6070%の値を推移した。室内条件下での平均寿命は、シーズン初期(5月)に約14日、78月に最長約20日となり、9月初めに約15日であった。9月末以降に採集された成虫は、毎週1回マウスより吸血させて、寿命と産卵数を調査した。季節の経過とともに吸血させた雌の平均寿命は短くなり、平均産卵数も減少した。室内飼育で得られた卵から孵化した幼虫を用いて、アイソザイム分折を実施中である。長崎市飯盛町の沖約500mに位置する無人島「前島」で2000年8月2131日の期間、ヒトスジシマカ、Aedes albopictusのmark-release-recapture実験を行った。人囮法によって採集された雌成虫165頭を2組に分け、異なる色の蛍光塗料でマークし、1日目に90頭、2日目に75頭を島中央部の同じ場所から放逐した。放逐後毎日、島内の12カ所で10分間の人囮法によって再捕獲を行った。1日目の放逐個体はその後8日間の調査で30頭(33.3%)が再捕獲された。2日目に放逐された個体で再捕獲されたのは7日間で29頭(0.39%)と、どちらの放逐個体も高い率で再捕獲された。再捕獲された成虫の約78%は放逐場所及びその周囲約10m以内の3カ所で捕獲された。高い再捕獲率と再捕獲個体の空間分布から、放逐された個体は放逐場所からあまり移動せず、放逐場所周辺に留まっていたと考えられる。再捕獲個体数と放逐後の日数の関係を対数回帰分析した結果、日当たり生残率は0.68と推定された。また、1日目と2日目のマーク虫率から推定した1日目放逐個体の生残率は0.43であった。前島と対岸の集落に生息する集団の遺伝的背景を知るためにアイソザイム分析を行った。99年秋に採集した成虫より得られた卵を孵化させ、両集団の2224個体について10酵素15遺伝子座を比較したところ、複数の遺伝子が存在する遺伝子座の割合はともに0.80で、いずれもGpi-1、Hk-1、Hk-2のみが単型的な遺伝子座であった。
糸球体上皮細胞の機能特異的抗原とその変動、特に蛋白尿発現との関係

1、モノクローナル抗体5-1-6は正常ラットの糸球体上皮細胞のスリット中隔膜近傍の膜表面にある未知の抗原と反応し、蛋白尿を発生させる。糸球体の水、電解質の濾過が基底膜かスリット中隔で行われるのかの命題を解くモデルとなる。抗体投与後2、24時間で単一糸球体のマイクロ穿刺法を実施して糸球体濾過率、毛細血管圧、静水圧、クリアランスから、濾過係数を求めた。その結果、2時間で毛細血管圧、静水圧の上昇をみたが単一糸球体の濾過率は変わらず、濾過係数は50%の減少であった。24時間目では毛細血管圧はなお高く、高静水圧で、糸球体濾過率は高いが濾過系数は正常と同じであった。形態計測法で糸球体の大きさに変化なく、2時間で上皮細胞のみが体積比が大であった。2.正常糸球体上皮細胞は高度に分化しDNA合成をしない細胞である。その剥離、脱落は糸球体の濾過機能を妨げ、形態の保持もできなくなる。アミノヌクレオシド腎症で糸球体癒着の全過程を光顕、電顕の連続切片で構築し、上皮細胞の同定にモノクローナル抗体1Aを用いた。予め3Hサイミヂンでボーマン嚢上皮細胞をアイソトープでラベル(7%)したラットに癒着を起こさせ、オートラヂオグラフで癒着形成に関わるボーマン嚢上皮細胞の役割をみた。その結果、癒着の形成は糸球体上皮細胞の可逆性変化が臨界点を越えた状態、すなわち非可逆性変化である剥離、脱落となり、これにともなってボーマン嚢上皮細胞は限局性に増殖し、極性を失い、細胞外基質を異所性に作って、糸球体とボーマン嚢との連絡である癒着が完了する事が分かった。この研究の副産物で病的糸球体上皮細胞は細胞回転に入る事を発見した。ラットの糸球体上皮細胞の特異的抗体と知られているデスミン、1A,5-1-6の認識部位は、中間系フィラメント、上皮細胞の機能側表面、及び足突起関連構造とそれぞれ異なっているが、それらの機能はよく分かっていない。糸球体上皮細胞は血液濾過の最先端に位置している構造から、腎の利尿、限外濾過機能を司っている筈である。しかし、その機能は知られていない。そこで、濾過調節および機能異常としての蛋白尿発現、電顕上の変化(足突起融合)をアミノヌクレオシド腎症(adenine,deoxychoforomycin,prednisoloneを前投与して蛋白尿の出現を阻止したラット群を加えてある)で調べた。その結果、デスミンの発現は蛋白尿が起こって48時間後に出現し、足突起の融合状態と無関係であることが分かった。また、1Aは蛋白尿の発現状態でも正常と同じく上皮細胞表面に保たれていることが分かった。5-1-6は蛋白尿の発現時には明らかに減少していることが示された。また、上皮細胞の足突起融合と蛋白尿の発現と関係のない形態変化であると分かった。以上から、現時点でラット糸球体上皮細胞の特異的抗原を認識している抗体を用いても、濾過調節の異常、特に蛋白尿の発現機序の詳細は解明できなかった。

抗体投与後2、24時間で単一糸球体のマイクロ穿刺法を実施して糸球体濾過率、毛細血管圧、静水圧、クリアランスから、濾過係数を求めた。その結果、2時間で毛細血管圧、静水圧の上昇をみたが単一糸球体の濾過率は変わらず、濾過係数は50%の減少であった。24時間目では毛細血管圧はなお高く、高静水圧で、糸球体濾渦率は高いが濾過系数は正常と同じであった。形態計測法で糸球体の大きさに変化なく、2時間で上皮細胞のみが体積比が大であった。2、正常糸球体上皮細胞は高度に分化しDNA合成をしない細胞である。その剥離、脱落は糸球体の濾過機能を妨げ、形態の保持もできなくなる。アミノヌクレオシド腎症で糸球体癒着の全過程を光顕、電顕の連続切片で構築し、上皮細胞の同定にモノクローナル抗体1Aを用いた。予め3Hサイミヂンでボーマン嚢上皮細胞をアイソトープでラベル(7%)したラットに癒着を起こさせ、オートラヂオグラフで癒着形成に関わるボーマン嚢上皮細胞の役割をみた。その結果、癒着の形成は糸球体上皮細胞の可逆性変化が臨界点を越えた状態、すなわち非可逆性変化である剥離、脱落となり、これにともなってボーマン嚢上皮細胞は限局性に増殖し、極性を失い、細胞外基質を異所性に作って、糸球体とボーマン嚢との連絡である癒着が完了する事が分かった。この研究の副産物で病的糸球体上皮細胞は細胞回転に入る事を発見した。
免疫グロブリン遺伝子における遺伝情報変換機構の解析

抗体の多様性を生む機構であるクラススイッチ組換えと体細胞突然変異に必須の因子activation-induced cytidine deaminase (AID)は構造上、RNA編集酵素のファミリーに属しており、RNA編集活性があると考えられるがその作用機序は不明である。AIDの機能を解明するために、本来はクラススイッチ組換えや体細胞突然変異を起こさない線維芽細胞株NIH3T3にレトロウイルスベクターを用いてAIDを強制発現させた。テトラサイクリン誘導プロモーターにより組換え標的の転写を制御できるクラススイッチ組換えの人工基質が組込まれたNIH3T3細胞ではAIDの発現と人工基質の転写に依存して人工基質でのクラススイッチ組換えが誘導されることをフローサイトメトリーとPCR法により確認した。また、体細胞突然変異の人工基質となる変異GFP遺伝子を導入したNIH3T3細胞でも、AIDの発現と変異GFP遺伝子の転写に依存して人工基質上での突然変異が観察された。これらの人工基質上での組換えや突然変異のDNA塩基配列から見た特徴は抗体遺伝子で認められるものと共通であり、抗体遺伝子で起きている反応を再現しているものと考えられた。ごれらの実験からクラススイッチ組換えや体細胞突然変異に関与するAID以外の因子はBリンパ球のみならず、線維芽細胞においても発現していることが分かった。また、AIDによる突然変異は抗体遺伝子に限られないことも明らかとなった。抗体の多様性を生む機構であるクラススイッチ組換えと体細胞突然変異に必須であるBリンパ球細胞特異的因子AIDの機能を解明するために、本来はクラススイッチ組換えを起こさないマウス線維芽細胞株NIH3T3細胞に外来性AID遺伝子を導入し、クラススイッチ組換えの人工基質上で組換えが起こるのか検討した。NIH3T3細胞にテトラサイクリン誘導プロモーターにより組換え標的領域の転写を制御できる人工基質を導入し、これにレトロウイルスを用いてマウス由来AIDを強制発現した。その結果、標的領域の転写依存的に人工基質での組換えが起こることがフローサイトメトリーとPCR法により確認され、一方、シチジンデアミナーゼ酵素活性を有しない変異AID遺伝子を導入した場合には組換えが誘導されなかった。組換え点周辺の塩基配列の解析の結果、実際の抗体遺伝子におけるクラススイッチ組換え点と共通の特徴が認められ、クラススイッチ組換えと同じ機構が線維芽細胞で再現できたことが示された。このことはクラススイッチ組換えに必要なAID以外の因子は線維芽細胞にも存在することが明らかにした。RNA編集酵素との相同性から、AIDは組換え酵素のmRNAの編集を介して組換えを制御していると推測されていることを考慮すると、線維芽細胞にも組換え酵素の前駆体mRNAが発現していることが示唆される。この線維芽細胞をもちいたクラススイッチ組換えの実験系は免疫学の中心課題である抗体の多様化機構の解明に有用であると思われる。
カーボンナノチューブを活用したタンパク質の高効率リフォールディング

本研究では、タンパク質のリフォールディングの収率をカーボンナノチューブを用いることで向上させ、これまで開発段階でドロップ・アウトしていた数多くのタンパク質医薬品候補を再び臨床研究さらには市場に呼び戻すことを目的としている。そのために、以前発見したカーボンナノチューブとタンパク質の間の酸化還元反応を詳細に理解し、厳密に制御することで、リフォールディング収率の格段の向上を目指す。本年度は、カーボンナノチューブの原材料に由来する鉄イオンがカーボンナノチューブによるタンパク質のジスルフィド結合形成を促進するという新たな現象を発見した。カーボンナノチューブは金属触媒を利用して合成されるため、原材料には金属が含有している。精製後にも、微量の金属イオンが残留することが知られている。今回、カーボンナノチューブの原材料とタンパク質溶液を混合する際に金属イオンキレート剤を共存させることで、共存する微量金属イオンの影響を調査した。その結果、キレート剤存在下ではタンパク質の酸化反応(ジスルフィド結合形成反応)が抑制される現象が見つかり、微量金属イオンがカーボンナノチューブとタンパク質の酸化還元反応の促進に働くことが明らかになった。今回の成果によって、タンパク質のリフォールディングには、カーボンナノチューブだけでなく、カーボンナノチューブ原材料に含まれている微量の金属イオンの影響も無視できないことが明確になり、これらはカーボンナノチューブを用いたタンパク質のリフォールディングを精密に制御するための有用な知見となった。本課題の目的であるカーボンナノチューブを利用したタンパク質のリフォールディングを実現するためには、カーボンナノチューブとタンパク質の間に働く数多くの相互作用を理解し、制御する必要がある。今年度明らかにした微量の鉄イオンの効果は、当初予想していなかったものであり、カーボンナノチューブとタンパク質の酸化還元反応に関与する新規要素である。これらの知見に加えて、分子動力学計算によって、タンパク質とカーボンナノチューブの相互作用に関する分子機構についての知見も予定通り蓄積した。これらはリフォールディングの実現に向けた重要な成果となっている。今回明らかにした鉄イオンによって触媒されるタンパク質のジスルフィド結合形成機構は、当初予想していたものではないが、カーボンナノチューブを利用したタンパク質のリフォールディングの実現には必須のものであると考えられる。したがって、様々な遷移金属を用いることで、カーボンナノチューブとタンパク質の間の酸化還元反応に働く微量の遷移金属の影響を体系的に理解することを当初の計画に加えて実施する予定である。これらの実験と分子動力学などによる理論的な裏付けを組み合わせながら、カーボンナノチューブを利用したタンパク質のリフォールディングの精密制御を目指す。当初予定していた技術補佐員の確保を十分に行うことができず、それに伴う人件費や消耗品等の余剰が生じた。今年度は、当初の目標を達成できるように、再度研究計画を組みなおす。
熱還元操作の最適化による可視光応答型光触媒の高活性化

ドープ源(NやF)を含む二酸化チタン光触媒前駆体ゾルを電気炉ならびに流動層で熱還元処理した場合の光触媒可視光応答性について明らかにした。作製した光触媒のキャラクタリゼーションを行い、可視光照射下のメチレンブルー脱色性能やアセトアルデヒド分解性能を調べた。773Kの熱還元処理で得られたN-F共ドープ酸化チタンは電気炉よりも流動層の方が約3倍大きい比表面積(100m^2以上)となり、光触媒活性が最も高かった。本研究では粒子径の異なる二酸化チタン超微粒子やチタニアゾルを熱還元処理し光触媒を作製した場合の(1)酸素欠陥形成(酸素引き抜き)、(2)異種元素のドープ、(3)結晶形の制御について明らかにする事を目的としている。平成20年度は上記(1)について調査する予定で熱還元処理装置を作製した。検討の結果、市販の二酸化チタン超微粒子では上記(1)を実現できる温度(400°C)での(1)の実現は難しく、粒子径の依存性もほとんどないことが分かった。そこで計画を変更し、チタンテトライソプロポキシドの加水分解から得たチタニアゾルを原料として、電気炉による簡単な熱還元処理で上記(1)と(2)を同時に実現できるかどうかをまず検討した。(2)を検討するにあたり、加水分解時に使用する蒸留水の代わりにフッ化アンモニウム水溶液を用いた。得られたチタニアゾルを乾燥後、水素雰囲気下350850°Cで2時間熱還元処理を行い、可視光吸収特性を調査した。異種元素ドープ源のないチタニアゾルを500°C以上で熱還元処理したところ、波長400nm以上の可視光吸収が増加したことから、500°C以上で(1)が実現できたと考えた。次に粉末試料をガラス基板上に薄膜化し、波長660nmの可視光を照射してメチレンブルー脱色性能を調査した。異種元素ドープ源(NおよびF)のあるチタニアゾルを500°C以上で熱還元処理したところ、ドープ源のない場合に比べてよく脱色することが分かり、可視光照射下での光触媒活性が向上したことを確認した。なお、本年度に購入した光触媒性能評価装置のNO標準ガス流通試験を行った。粉末試料の薄膜化手法を確立できたので、平成21年度はこの装置を用いたNO酸化試験について検討を進めるとともに、(1)と(2)を同時に実現する熱還元処理方法についてより詳細に検討し、最適化を図る予定である。平成21年度は(1)と(2)の同時実現の可能性について二酸化チタンの低次化処理を検討した(検討1)。またナノ粒子原料を流動層で熱処理した場合に(2)がどの程度実現できるかを試験的に空気雰囲気で検討した(検討2)。検討1では、原料として市販のST-01(アナターゼ型)およびこれをフッ化アンモニウム水溶液(N,Fドープ源)と混合して乾燥させた試料を用意した。熱処理は水素をベースに四塩化チタン蒸気を01.7kPa混合したガスの流通したで7731173Kにて2時間行った。四塩化チタン蒸気がある場合はない場合に比べST-01試料の黒色化が873Kから著しくなり、XRD分析からルチル相への一部転移やTi407の結晶のピークが確認された。可視光照射下によるアセトアルデヒド吸着・分解試験の結果、これら低次化した試料はアセトアルデヒドをほとんど吸着しないことが分かった。N-Fドープ源がある場合は773Kよりも873Kの方がやや吸着する傾向が見られたが、773Kではその逆であった。いずれの試料もCO2への完全分解は起きていなかった。検討2では、原料として市販のST-01(アナターゼ型)に尿素およびアンモニア水(N源)を混合した1040g/L-水の濃度の懸濁液を用意した。直径0.3mmのアルミナボールを0.05mの高さまで充填し、623Kで0.5m/sにて流動化しているところへ、懸濁液原料を滴下供給し装置内で熱処理を行いながら生成物をガスとともに流出させサイクロンにて回収した。懸濁液濃度が20g/L-水のときに生成物試料の可視光吸収性が最大となり、可視光吸収においては懸濁液濃度に最適値が存在することが分かった。

平成22年度は(1)と(2)の同時実現について流動層滴下熱処理法を検討し、流動層温度、チタニアゾル濃度、空等基準ガス速度を変化させた場合に合成される光触媒の可視光活性について調査した(検討1)。また(3)について、チタニアゾル調製時の加水分解条件を変えた3種類の前駆体原料を用意し、電気炉にて熱還元処理を施した場合の温度や処理時間の影響について検討した(検討2)。検討1において、生成物は流動層温度923Kまでアナターゼ型を維持し、N、Fのドープ割合は温度の上昇とともに減少した。また流動層温度は粒子表面の形状に大きく影響し、773Kが最も起伏に富んでいた。拡散反射スペクトルの吸光度は同一温度で処理した電気炉熱処理に比べ可視光から紫外光の広い波長領域で高かった。BET比表面積は773Kで103m^2/gと最大となり、同温度で電気炉熱処理により調製した試料に比べ約3倍大きく、可視光照射下のアセトアルデヒド分解試験でも活性が最も高かった。光触媒活性は流動層温度、ゾル濃度、空等基準ガス速度に大きく影響し、最適条件が存在することが分かった。検討2において、Fを含有する原料は973Kまでアナターゼ相を維持したものの、可視光照射下のアセトアルデヒド分解試験で光触媒活性は低かった。そこで773Kで熱処理時間を2から0.5時間まで変化させ、比表面積を33から42m^2/gまで増加させたが、光触媒活性は逆に低くなり比表面積依存性は確認されなかった。Nドープのみを施したものは773Kにおいて光触媒活性が最も高く、アナターゼ相とルチル相の両結晶をもつものを973Kにおいて合成できたものの、光触媒活性は非常に低かった。
ラット歯周炎モデルの確立と骨形成薬剤による骨再生療法の研究

本研究では,歯周炎による不可逆性骨欠損部の骨再生を目指し,骨形成性低分子化合物による歯槽骨再生を目的とした。骨形成性低分子化合物ヘリオキサンチン誘導体(TH)を(2-Hydroxypropyl)-β-cyclodextrin(CD)に包接させた溶液をヒドロキシプロピルセルロース(HPC)に含有させたゲルを作製,そのゲルは骨芽細胞分化誘導能があり,細胞毒性はなかった。自然発症に近い歯周炎を発症するラット歯周炎モデルを作製した。そのモデルを用いて,歯槽骨欠損を生じたところにTH含有ゲルを投与したところ,歯槽骨欠損が有意に少なかった。また,生体に投与しても炎症反応は認められなかった。歯周炎は日本だけでなく、世界においても罹患率が高い疾患である。歯周炎の発症進行要因は複雑であり、歯周組織は由来の異なる組織から成り立っていることから、炎症などでひとたび破壊されるとその組織の再生は困難である。本研究では、歯周炎による不可逆性骨欠損部の骨再生を目指し、骨形成性低分子化合物による歯槽骨再生を目的とする。今年度は、骨形成性低分子化合物ヘリオキサンチン誘導体(TH)の骨芽細胞分化誘導能および細胞毒性の検証を行っている。まず、マウス頭頂骨由来前骨芽細胞株MC3T3-E1細胞を用い、Real-time RT-PCRによりTH曝露4日目、7日目において骨芽細胞分化の初期の分化マーカーであるalkaline phoshatase(Alp)と後期の分化マーカーであるosteocalcin(Oc)の発現の上昇を認めた。THは水に不溶性なため、有機溶媒のジメチルスルホキシド(DMSO)を用いる必要があるが、より生体適合性を高めるため環状オリゴ糖である(2-Hydroxypropyl)-β-cyclodextrin(CD)に包接させ水に可溶化させることを検討した。THをCDに包接させた溶液に対し、骨芽細胞分化誘導能の変化および細胞毒性について検討している。骨芽細胞分化誘導能に関しては、先に述べた方法と同様にAlpおよびOcで確認を行い、細胞毒性に関してはMTTアッセイを行う予定としている。さらに、THをCDに包接させた溶液を、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)に含有させたゲルを作製する検討を行っている。TH含有ゲルの作用期間およびゲルの最適な濃度の検討をAlp染色、Real-time RT-PCRで行うことを検討している。昨年度から引き続き、骨形成性低分子化合物ヘリオキサンチン誘導体(TH)を(2-Hydroxypropyl)-β-cyclodextrin(CD)に包接させた溶液をヒドロキシプロピルセルロース(HPC)に含有させたゲルとし、そのTH含有ゲルの骨芽細胞分化誘導能および細胞毒性の検証および解析を行っている。マウス頭頂骨由来前骨芽細胞株MC3T3-E1細胞を用い、Real-time RT-PCRによりTH曝露4日目において骨芽細胞分化の中期の分化マーカーであるbone sialoprotain(Bsp)の上昇を認め、曝露7日目ではBspおよび後期の分化マーカーであるosteocalcin(Oc)の発現の上昇を認めた。細胞毒性に関してはMTTアッセイを行い、毒性は認めておらず、最適濃度の検討を進めている。また、8週齢オスのWistarラットの上顎第二臼歯に5-0黒絹糸を4週間巻くことで自然発症に近い歯周炎を発症するラット歯周炎モデルを作製し、放射線学的解析および組織学的解析を行っている。放射線学的解析はマイクロCT(inspeXio SMX- 90 CT島津製作所)を用い、試験側全てにおいて骨欠損が生じていることを認めた。さらに、3次元的な画像解析も同時に行っている。組織学的解析は、脱灰骨薄切標本を用いて、Hematoxylin Eosin染色、Masson Trichrome染色を行っている。今年度は、作製した歯周炎ラットモデルを用い、骨欠損を生じたところにTH含有ゲルを13μL投与する実験を行う予定としている。自然治癒経過と比較するため、絹糸除去後4週間目で評価する予定としている。骨欠損部の歯肉溝に鈍針でTH含有ゲルを投与する装置作製も含め検討を行っている。本研究では,歯周炎による不可逆性骨欠損部の骨再生を目指し,骨形成性低分子化合物による歯槽骨再生を目的とする。昨年度から引き続き,骨形成性低分子化合物ヘリオキサンチン誘導体(TH)を(2-Hydroxypropyl)-β-cyclodextrin(CD)に包接させた溶液をヒドロキシプロピルセルロース(HPC)に含有させたゲルとし,そのTH含有ゲルの骨芽細胞分化誘導能および細胞毒性の検証および解析をマウス頭頂骨由来前骨芽細胞株MC3T3-E1細胞を用いて行い,最適濃度を決定した。昨年度に作製,評価を行っていた8週齢オスのWistarラットを用いた自然発症に近い歯周炎を発症するラット歯周炎モデルを用い,骨欠損を生じた上顎第二臼歯の歯と歯肉の境である歯肉溝に,TH含有ゲルを2μL投与するための装置を作製した。装置は,歯周組織に侵襲を加えずに歯肉溝にゲルを注入できるよう鈍針のナノチップを用い,粘性のあるゲルを押し出せるようマイクロメーターヘッドを組み合わせたマイクロシリンジを作製した。

両側上顎第二臼歯に絹糸を巻いたラット歯周炎モデルを作製し,絹糸除去後1週間目で試験側にTH含有ゲルを投与,対照側にはTHを添加していないゲルを投与し,薬剤投与後3週間目(絹糸除去後4週間目)で組織採取,固定を行った。放射線学的解析はマイクロCTを用いて3次元的な画像解析を行った。組織学的解析は,脱灰骨薄切標本を用いて,Hematoxylin Eosin染色(H-E染色),Masson Trichrome染色を行った.放射線学的解析においてTH含有ゲル投与群は歯槽骨欠損が優位に減少していた。組織学的解析においては,試験側,対照側ともに歯周組織に薬剤投与による炎症反応を生じていないことが認められた。本研究期間終了後も,ラット歯周炎モデルを用いたin vivo評価については長期経過観察を行う予定である。本研究では,歯周炎による不可逆性骨欠損部の骨再生を目指し,骨形成性低分子化合物による歯槽骨再生を目的とした。骨形成性低分子化合物ヘリオキサンチン誘導体(TH)を(2-Hydroxypropyl)-β-cyclodextrin(CD)に包接させた溶液をヒドロキシプロピルセルロース(HPC)に含有させたゲルを作製,そのゲルは骨芽細胞分化誘導能があり,細胞毒性はなかった。自然発症に近い歯周炎を発症するラット歯周炎モデルを作製した。そのモデルを用いて,歯槽骨欠損を生じたところにTH含有ゲルを投与したところ,歯槽骨欠損が有意に少なかった。また,生体に投与しても炎症反応は認められなかった。今年度は学会発表や学会参加により、本研究を遂行するための情報や資料収集および見識を得ることができた。前年度に引き続き,研究分担者が1名退職したことに伴い、若干研究の遂行が遅くなったが、研究計画書に記載した実験は順次進めている。口腔外科今年度は学会発表や学会参加により、本研究を遂行するための情報や資料収集および見識を得ることができた。また,データ解析のためのパソコンおよびソフトウェアが必要であるが,使用しているパソコンやソフトウェアのアップデートの更新期限が切れることから,新しく購入する必要がある。CD、HPCの材料の特性がやや難解であり、多くの選択肢の中からの抽出が必要であったが、情報収集の結果、最適な性質および特性を持つ材料の検討が行えていると思われる。今年度は研究分担者が1名退職したことに伴い、若干研究の遂行が遅くなったが、研究計画書に記載した実験の準備は整い、順次進めている段階である。今年度は、研究を遂行するに当たり、前年度の繰り越し予算を使用しながら行ったが,今年度に入って研究分担者がさらに1名退職したため、若干研究の遂行に遅滞が生じた。次年度は研究計画書に記載しているとおり、今年度の実験内容であるTHをCDに包接させた溶液の骨芽細胞分化誘導能の変化および細胞毒性の検討を継続する予定である。同様にHPCにTHを含有させたゲルの作用時間およびゲルの最適な濃度の検討を行う予定としている。今年度において使用材料の検討および条件設定が行えたことから、順調に研究の遂行が可能と思われる。また、次年度は動物実験およびマイクロアレイ解析を加えて行く予定としている。
ペプチドを選択的に化学変換する人工酵素の構築

タンパク質を位置選択的に切断したり、あるいは側鎖を変換する人工酵素が開発されれば、新規有用タンパク質の合成など、様々な応用が期待できる。本研究において、以下の点を新たに見いだした。(1)希土類金属イオンが温和な条件下でペプチドおよびタンパク質の加水分解を促進し、人工酵素の活性部位に応用可能であることを明かにした。特にCe(IV)イオンの触媒活性が著しく高く、pH7-8の中性付近で最大活性を示した。以上の結果より、希土類金属イオンは人工ペプチダーゼの触媒活性部位に応用するのに適した性質を有していることが明かとなった。さらに、オボアルブミン(MW45000)の切断を検討した。Pr(III)イオンを用いた場合に切断が見られ、反応時間とともに分解生成物が増加した。これは、タンパク質を中性条件で非酵素的に加水分解した初めての例である。今後、精密な触媒設計を行なうことによって、位置選択的にタンパク質を加水分解する人工酵素の実現につながると考えられる。(2)次に、アミノ酸残基の化学的変換を検討した。グリシンのα位に、ホルムアルデヒドあるいはアセトアルデヒドを求電子攻撃させると、セリンあるいはトレオニンに変換できる。この反応は、金属イオンにキレート配位したグリシンについて、高pHでのみ進行することが知られている。これを種々のアミノ酸残基を有するタンパク質に応用可能とするために、より温和な条件での反応を検討した。最近ランタニド化合物がアルデヒドを活性化し、水溶液中での有機化学反応に有用であることが見いだされている。そこで、ランタニド化合物を用いて以上の反応を試みたところ、pH8、50°Cという温和な条件下で、グリシンに側鎖を導入することができた。ランタニド化合物を用いない場合には、反応はほとんど進行しない。この反応によって、タンパク質分子中のアミノ酸残基を変換し、新たなタンパク質創製への応用が期待できる。
バラ香気成分の官能検査における尺度構成と評価

多様な香りを有するバラの香りは、どのようなイメージ空間で捉えられていて、生理学的及び生化学的にどのような影響を及ぼすのか、について検討した。得られた概要は以下のとおりである。1.イメージ構造の検討には、セマンティック・デファレンシヤル法を用いた。評価尺度は、既往の文献及びパーヒューマーの助言をもとに、両極15対及び単極2対を選定した。現代バラ6種の香りについて官能検査を行い、因子分析を行ったところ3因子が抽出された。それらは、「総合的な評価」、「質」及び「強さ」を表していて、ニオイのもつ性質とほぼ対応する。男女間で評価に違いがみられたのはダマスク系の香りで、ティーの香りにはほとんど差はなかった。単複尺度を含めて男女とも評価が高かったのはブルーの香りであった。2.自転車エルゴメータを用いた運動負荷から生じるストレスに及ぼすバラ(ブルー)の香りの影響を唾液中のアミラーゼ活性を指標として調べた。香りは運動負荷を取り除いた直後に与えた。運動経験の豊富な被験者群における運動負荷後のストレスは、運動経験の少ない群よりも小さく、バラツキも少なく、バラの香りを与えた場合には、時間とともに減少し、安静時の値よりも小さくなる傾向がわずかではあるがみられた。3.バラの香りの有無が精神的なストレスに及ぼす影響を調べるため、計算課題を与え、作業終了直後の脳波及び心電図の計測を行った。また、快適感、集中度、疲労感、緊張感に関する主観評価も行った。バラの香りを与えた場合は、ブルーおよびダマスク系のいずれの香りもα波帯域の比率が有意に減少し、β波帯域の比率が増加した。心拍数には香りの有無による影響は認められなかった。また、主観評価では、緊張感に有意な差がみられ、ブルーの香りは緊張感を減少し、ダマスク系の香りは増加した。多様な香りを発散するバラの香りが有するイメージの構造をセマンティック・ディファレンシャル(SD)法を適用して調べた。まず、筆者らが木材のニオイの評価に用いた尺度および花の香りの官能評価に関連する既往の諸研究をもとに、両極の評価尺度27対および単極の評価尺度11対を選定した。ついで、香料専門家の意見を参考に両極15対および単極2対の評価尺度を構成した。実験に用いたバラの香りは、香気組成の異なるスパイシー、ブルー、フルーティ、ティ、ダマスク・モダンおよびダマスク・クラシックの6種類である。これらの原液をエチルアルコールで5パーセントに希釈したものを実験に供した。官能検査は、ニオイ紙法を用いて行った。被験者は、大学生男性22名、女性23名の計45名を対象とした。試料はランダムとなるよう被験者に呈示した。得られた結果を因子分析した結果、3因子が抽出された。第1因子は、やわらかい-かたい、まろやかな-刺激的な、ソフトな-鋭い、快い-不快、などで構成されることから、「認容性(快・不快)」と命名した。第2因子は、濁った-澄んだ、くすんだ-鮮やかな、上品な-下品な、さわやかな-暑苦しい、調和の悪い-調和のとれた、からなることから、「質(ニオイの種類)」と命名した。第3因子は、強い-弱い、淡泊な-深みのある、華やかな-素朴ななどから構成されることから、「強さ」と命名した。これらの因子は、ニオイのもつ性質と一致する。

現在、実験精度を高めるため、上記測定を続けるとともに、次年度の計画である生理学的および生化学的実験に向けた予備実験を行っているところである。多様な香りを有するバラの香りは、どのようなイメージ空間で捉えられていて、生理学的及び生化学的にどのような影響を及ぼすのか、について検討した。得られた概要は以下のとおりである。1.イメージ構造の検討には、セマンティック・デファレンシャル法を用いた。評価尺度は、既往の文献及びパーヒューマーの助言をもとに、両極15対及び単極2対を選定した。現代バラ6種の香りについて官能検査を行い、因子分析を行ったところ3因子が抽出された。それらは、「総合的な評価」、「質」及び「強さ」を表していて、ニオイのもつ性質とほぼ対応する。男女間で評価に違いがみられたのはダマスク系の香りで、ティーの香りにはほとんど差はなかった。単極尺度を含めて男女とも評価が高かったのはブルーの香りであった。2.自転車エルゴメータを用いた運動負荷から生じるストレスに及ぼすバラ(ブルー)の香りの影響を唾液中のアミラーゼ活性を指標として調べた。香りは運動負荷を取り除いた直後に与えた。運動経験の豊富な被験者群における運動負荷後のストレスは、運動経験の少ない群よりも小さく、バラツキも少なく、バラの香りを与えた場合には、時間とともに減少し、安静時の値よりも小さくなる傾向がわずかではあるがみられた。3.バラの香りの有無が精神的なストレスに及ぼす影響を調べるため、計算課題を与え、作業終了直後の脳波及び心電図の計測を行った。また、快適感、集中度、疲労感、緊張感に関する主観評価も行った。バラの香りを与えた場合は、ブルーおよびダマスク系のいずれの香りもα波帯域の比率が有意に滅少し、β波帯域の比率が増加した。心拍数には香りの有無による影響は認められなかった。また、主観評価では、緊張感に有意な差がみられ、ブルーの香りは緊張感を減少し、ダマスク系の香りは増加した。
有機伝導体DCNQICu錯体の圧力誘起多段階金属絶縁体転移のX線による研究

表題物質に属する(DMeDCNQI)_2Cuでは,一次元的にならぶ有機DMeDCNQI分子のπ電子と隣接するCu原子のd電子が混成しているが,加圧またはXの部分の置換により,金属絶縁体転移を起こす。加圧下での構造測定は困難なため,置換体(DXDCNQI)2Cu(X=Iヨウ素以外)で常圧下で起こる金属絶縁体転移に伴う構造変化が系統的に研究され,置換体での金属絶縁体転移は,CDW転移とMott転移とが電荷移動を通じ協同的に起こるということがほぼ明かにされてきた。本研究は実際に圧力下でX線構造解析およびX線散漫散乱実験をおこなった。その段階で,S/Nを上昇させるための光学系の改良,吸収の数値補正プログラムの開発,圧力セルに対応した測定モードの開発をおこなった。その結果,高圧下でもR因子45%程度の高信頼度の構造解析がおこなえるようになった。得られた結果は以下の通りである。1)(DMeDCNQI)_2Cuの高圧下絶縁相でも,置換体で見られたようにCu回りの配位角が増加し,電荷移動量の増加に寄与している。2)高圧下でも,3倍の超格子が発生しており,CDW転移とMott転移が同時に生じている。なお低温高圧で特徴的な金属絶縁体転移を起こす(DIDCNQI)_2Cuでは,圧力下での配位角の増加は(DMeDCNQI)_2Cuより少ないことが明かになった。これにより,(DIDCNQI)_2Cuでは,電荷移動が金属絶縁体転移に本質的に関与していない可能性がある。この他,(DMeDCNQI)_2Cu,(DIDCNQI)_2Cu,(DIDCNQI)_2Agの圧縮率を測定した。この結果,DCNQIの積み重なっているc軸方向の圧縮率は物質に依存しないが,鎖間a軸方向では(DIDCNQI)_2Cuが他の物質の約2/3である事がわかった。
インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼPB1-PB2複合体の構造解析

インフルエンザウイルスのRNAポリメラーゼは、ウイルスの複製(増殖)に中心的な役割を担っている事や、他のタンパク質と比べ変異を引き起こす事は少ないため、新規薬剤ターゲットとして注目されて来た。インフルエンザウイルスのRNAポリメラーゼが持つ3つのサブユニットのうち、どれか1つのサブユニットでも欠けるとウイルスの増殖機構が失われる事に注目し、PB1/PB2のサブユニットの複合体での構造解明を行う事を目的と創薬の基盤構築である。本研究者は、RNAポリメラーゼPB1/PB2複合体のタンパク質を発現・精製し成功して、分解能1.7Aで解析に成功した。PB1/PB2の構造は、それぞれ3本の.-へリックスからなり、非常に強い疎水結合により、複合体を形成している。そのアミノ酸残期は、PB2ではIle4, Leu7, Leu10と、PB1では、Val715, Ile750が関与しており、こられの残期の変異体を作製し、mRNA活性を測定した結果、極めて低下する事が確認でき、in-silicoによる基盤構造を確立する事が出来た。インフルエンザウイルスのRNAポリメラーゼが持つ3つめサブユニットのうち、どれか1つのサブユニットでも欠けるとウイルスの増殖機構が失われる事に注目し、PB1-PB2のサブユニットの複合体での構造解明を行う事を目的とする。また、このPB1-PB2の構造め情報を基に、PB1-PB2相互作用部位に結合する化合物の探索をin-silico手法で行い、抗インフルエンザウイルス剤につながる構造基盤を構築する事である。●PB1-PB2タンパク質の大量生産及び、結晶化、構造解析PB1-PB2複合体の共発現系構築には既に成功しており、その結晶化のため、大量発現と共に、結晶化および構造解析に成功した(EMBO J, 2009)。様々なタンパク質の発現条件を検討した結果、PB1のアミノ酸678-757とPB2アミノ酸1-37の複合体でのタンパク質が大量の発現に成功した。そして、10mMリン酸、10mM-DDT、20mM-MES pH=6.0の条件で、単結晶を得る事ができ、分解能2.1Aで解析に成功した。PB1/PB2の構造は、それぞれ3本のa-ヘリックスからなり、非常に強い疎水結合により、複合体を形成している。インフルエンザウイルスのRNAボリメラーゼが持つ3つのサブユニットのうち、どれか1つのサブユニットでも欠けるとウイルスの増殖機構が失われる事に注目し、PB1-PB2のサブユニットの複合体での構造解明を行う事を目的とする。また、このPB1-PB2の構造の情報を基に、PB1-PB2相互作用部位に結合する化合物の探索をin-silico手法で行い、抗インフルエンザウイルス剤につながる構造基盤を構築する事である。●PB1-PB2タンパク質の構造を基にin-silicoへの応用PB1-PB2複合体の構造解析に成功した(EMBO J.2009)。様々なタンパク質の発現条件を検討しだ結果、PBIのアミノ酸678-757とPB2アミノ酸1-37の複合体でのタンパク質が大量の発現に成功した。その構造を基に機能解析のため、変異体を作製し、mRNA活性を測定した結果、極めて低下する事が確認でき、in-silicoによる基盤構造を確立する事が出来た。また、PB1-PB2め構造を基に、in-silico手法により、約200万個の化合物から計算を行い、4000化合物を得る事に成功した。これらの化合物は、タンパク質同士を結合阻害をする事が予測されており、結合評価系の開発を進めている。「目的」

インフルエンザウイルスのRNAポリメラーゼは、ウイルスの複製(増殖)に中心的な役割を担っている事や、他のタンパク質と比べ変異を引き起こす事は少ないため、新規薬剤ターゲットとして注目されて来た。インフルエンザウイルスのRNAポリメラーゼが持つ3つのサブユニットのうち、どれか1つのサブユニットでも欠けるとウイルスの増殖機構が失われる事に注目し、PB1-PB2のサブユニットの複合体での構造解明を行う事を目的とする.また、このPB1-PB2の構造の情報を基に、PB1-PB2相互作用部位に結合する化合物の探索をin-silico手法で行い、抗インフルエンザウイルス剤につながる構造基盤を構築する事である。「成果」PB1-PB2タンパク質の構造を基にin-silicoへの応用PB1-PB2複合体の構造解析に成功した(EMBO J.2009)。様々なタンパク質の発現条件を検討した結果、PB1のアミノ酸678-757とPB2アミノ酸1-37の複合体でのタンパク質が大量の発現に成功した。その構造を基に機能解析のため、変異体を作製し、mRNA活性を測定した結果、極めて低下する事が確認でき、in-silicoによる基盤構造を確立する事が出来た。また、PB1-PB2の構造を基に、in-silico手法により、約200万個の化合物から計算を行い、4000化合物を得る事に成功した。これらの化合物は、タンパク質同士を結合阻害する事が予測されており、結合評価系の開発を進めている。