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論文

Structure of a highly acidic $$beta$$-lactamase from the moderate halophile ${it Chromohalobacter}$ sp.560 and the discovery of a Cs$$^{+}$$-selective binding site

新井 栄揮; 米澤 悌*; 岡崎 伸生*; 松本 富美子*; 柴崎 千枝; 清水 瑠美; 山田 貢*; 安達 基泰; 玉田 太郎; 河本 正秀*; et al.

Acta Crystallographica Section D, 71(3), p.541 - 554, 2015/03

https://doi.org/10.1107/S1399004714027734
 被引用回数：7 パーセンタイル：50.54(Biochemical Research Methods)

蛋白質を利用した希少・有害金属捕集材料の研究開発の一環として、中度好塩菌Chromohalobacter sp.560由来・高酸性$$beta$$-Lactamase(HaBLA)のX線結晶構造を解明するとともに、X線異常分散測定により、HaBLA分子上のCs$$^{+}$$, Sr$$^{2+}$$結合部位の抽出を試みた。PFのNW3AにてHaBLAのX線結晶構造を解明した後、Cs吸収端($$lambda$$=2.175${AA}$)近傍のX線を利用できるSAGA-LSのBL7やPFのBL17A、及び、Sr吸収端($$lambda$$=0.770${AA}$)近傍のX線を利用できるSPring-8のBL38B1やPFのBL5Aなどを使用して、HaBLA分子に結合したCs$$^{+}$$及びSr$$^{2+}$$を同定した。その結果、HaBLA分子上に少なくとも1ヶ所のCs$$^{+}$$結合部位、3ヶ所のSr$$^{2+}$$結合部位を発見した。特に、今回発見したCs$$^{+}$$結合部位は、Na$$^{+}$$がCs$$^{+}$$の9倍量存在する条件下(Na$$^{+}$$/Cs$$^{+}$$ = 90mM/10mM)でもCs$$^{+}$$を選択的に結合できることが明らかになった。このCs$$^{+}$$選択的結合部位は、Trp側鎖のベンゼン環によるカチオン-$$pi$$相互作用、および、主鎖の2つの酸素原子によってCs$$^{+}$$を結合していた。本研究で得たCs$$^{+}$$結合部位の立体構造情報は、原発事故によって放出された放射性Cs$$^{+}$$を捕集する蛋白質材料の設計(人工的Cs$$^{+}$$結合部位の設計)の土台として利用できる。

論文

結晶構造と自動車排ガス触媒機能との相関; X線異常分散効果の利用

水木 純一郎; 西畑 保雄; 田中 裕久*

日本結晶学会誌, 45(3), p.203 - 208, 2003/06

https://doi.org/10.5940/jcrsj.45.203

X線異常分散効果を利用することによって、自動車排ガス触媒の詳細な構造解析を行い、触媒機能と結晶構造との相関を明らかにした。自動車排ガス触媒は、酸化性,還元性雰囲気変動の中に晒されており、この変動に応じて触媒機能を有するパラジウム金属が、ペロブスカイト結晶構造から出入りすることを発見し、これが触媒として永遠の命を持つ機構であることを明らかにした。

論文

次世代自動車排ガス触媒; インテリジェント機能とその構造

水木 純一郎; 西畑 保雄; 田中 裕久*

原子力eye, 49(3), p.36 - 39, 2003/03

http://ci.nii.ac.jp/naid/80015773116

永遠の命を持つ新しい自動車触媒機能とその結晶構造との関係を明らかにし、これからの自動車排ガス触媒の開発指針を提供した。自動車排ガス触媒は、高温化での酸化性・還元性環境の揺らぎの中に晒されており、このため触媒機能が時間とともに低下していた。しかし、今回開発した触媒は、環境変動に応じて結晶構造を変え、これによって触媒機能が永久に保たれることが明らかとなった。

論文

放射光X線異常分散を利用した薄膜構造研究

水木 純一郎; 木村 英和*

応用物理, 68(11), p.1271 - 1274, 1999/11

http://joi.jlc.jst.go.jp/JST.Journalarchive/oubutsu1932/40.1271

放射光X線の特長の一つである波長選択性を利用した構造研究方法と、それらを利用した研究例を紹介する。X線異常分散を利用することにより特定原子種に注目した構造解析が可能とになる。その例としてDAFS法について、その原理、解析方法及び実験例を紹介し、DAFS法の魅力、放射光X線の威力について述べる。

論文

放射光X線による表面・界面構造解析技術

水木 純一郎

材料科学, 35(3), p.155 - 163, 1998/05

放射光X線を利用した物質の表面及び界面構造研究について、いくつかの実験例を示しながら説明する。放射光が一般に使われるようになって飛躍的に進歩した分野に表面・界面構造研究があげられる。これは、放射光X線が大強度であるために原子一層でも構造を解析できるようになったからである。ここでは、微小角入射回折法、CTR法、異常分散法などを基礎から説明し、それぞれの方法で研究された実験例を示しながら放射光X線の魅力を説明する。

論文

X線回折による表面構造解析

水木 純一郎

Radioisotopes, 47(4), p.344 - 352, 1998/04

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.47.344

放射線X線の高強度、Wide Energy Band性を利用して物質の表面及び界面構造研究例を紹介する。表面構造研究方法としては、微小角入射X線回折法、CTR法を説明し、それぞれの特長を述べる。また、異常分散効果を利用した新しい構造解析法「CMAD」,「DAFS」を説明し、それらを界面構造研究に応用した例を紹介して、放射光X線の威力を示す。

論文

X線表面構造解析

水木 純一郎

高輝度放射光がめざす戦略的応用研究, p.149 - 166, 1998/00

X線回折による表面構造解析法について、基礎から応用まで説明する。特に第3世代の放射光源を意識した研究例を紹介し、今後の表面構造研究の方向性を議論する。その中で、表面磁性研究、X線のコヒーレント性を利用した表面構造研究について述べる。

論文

X線異常分散を利用した薄膜セラミックスの構造研究

水木 純一郎

セラミックス, 33(8), p.620 - 624, 1998/00

https://ci.nii.ac.jp/naid/10002017101

放射光X線を利用したセラミックス材料に関する研究例を紹介する。特に放射光の特長の1つである連続エネルギー光の性質を生かして、X線異常分散を使った研究方法及び高誘電体薄膜への応用例を示す。1つは、Ta$$_{2}$$O$$_{5}$$、他の1つは、SrTiO$$_{3}$$薄膜で、いずれも、DRAMの容量膜として期待されている物質である。これらの局所構造と、誘電特性との関係を議論し、放射光の材料研究への有効性を示す。

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