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-synuclein studied by quasielastic neutron scattering藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*
PLOS ONE (Internet), 11(4), p.e0151447_1 - e0151447_17, 2016/04
被引用回数：26 パーセンタイル：63.64(Multidisciplinary Sciences)Filamentous aggregates (amyloid fibrils) of the protein -synuclein (-Syn) are related to the pathogenesis of Parkinson's disease. To understand the pathogenesis mechanism of this disease, the mechanism of the amyloid fibril formation of -Syn must be elucidated. As a first step toward this ultimate goal, dynamical behavior of -Syn in the monomeric and the fibril states was investigated using quasielastic neutron scattering (QENS). Analysis of the QENS spectra of solution samples of -Syn shows that diffusive global motions are observed in the monomeric state but largely suppressed in the fibril state. However, the amplitude of the side chain motion is shown to be larger in the fibril state than in the monomeric state. This implies that significant solvent space exists within the fibrils, which is attributed to the -Syn molecules within the fibrils having a distribution of conformations. The larger amplitude of the side chain motion in the fibril state than in the monomeric state implies that the fibril state is entropically favorable.
中村 徹哉*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 菅谷 武芳*; 望月 透*; 岡野 好伸*; 大島 武
Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.73 - 76, 2015/11
量子ドット太陽電池の放射線劣化メカニズムの解明を目指し、ガリウムひ素(GaAs)半導体中に量子ドットを含むi層を導入したpin太陽電池の放射線照射効果に関する研究を推進している。これまでに、量子ドット太陽電池は放射線照射により曲線因子(FF)が大きく劣化することを報告しているが、今回は、そのメカニズムを明らかにするために、低エネルギー陽子線照射によって生成する電流(イオンビーム誘起電流: IBIC)を測定し、空乏化している量子ドット層内での少数キャリアの振る舞いを調べた。陽子線のエネルギーは量子ドット層に損傷が導入されるような条件とし、結晶損傷が蓄積されることで生成電流がどのように減少していくかを観察した。その結果、陽子線照射によって量子ドット層内に蓄積した欠陥に起因するキャリア収集効率の低下がFF劣化の主要因であることが明らかとなった。
岡本 穏治*; 望月 祐志*; 津島 悟*
Chemical Physics Letters, 373(1-2), p.213 - 217, 2003/05
被引用回数：9 パーセンタイル：27.36(Chemistry, Physical)4価トリウムイオンは、pHが3よりも大きい条件では容易に加水分解反応(Th
+4H
O
Th(OH)
+2H
O
)を起こすことが古くから知られているが、反応の活性障壁,反応熱,電子分布の変化などの詳細については未知のまま残されていた。本研究では、非経験的分子軌道計算により、トリウムイオンと水の集合体から成るクラスターモデルを系統的に拡大させながら、反応をシミュレートした。計算から、反応が大きな発熱を伴うこと,始原系に近い遷移状態構造を持つこと,協調的に電子移動が起きることなどが示された。
and Ac
hydrate models望月 祐志*; 津島 悟*
Chemical Physics Letters, 372(1-2), p.114 - 120, 2003/04
被引用回数：13 パーセンタイル：38.52(Chemistry, Physical)アクチニドの代表的な4価イオンであるトリウム(Th)の水和モデルをDirac-Hartree-Fock法によって計算し、電子構造を詳細に調べた。比較のため同じ5f
イオンであるAcのモデルも同様に計算した。Thの場合、空の6dや5f殻への水側からの電子供与が大きいが、合わせて準内殻の6pに「孔」が開き、これにより水側の電子構造も影響を受けていることがわかった。また、有効ポテンシャル近似に誘電体水和場法を組み合わせた計算も併せて行い、妥当なTh-O距離を得るにはバルクの水和場の考慮が重要であることも示した。
坂田 修身*; 古川 行人*; 後藤 俊治*; 望月 哲朗*; 宇留賀 朋哉*; 竹下 邦和*; 大橋 治彦*; 大端 通*; 松下 智裕*; 高橋 直*; et al.
Surface Review and Letters, 10(2&3), p.543 - 547, 2003/04
被引用回数：143 パーセンタイル：96.28(Chemistry, Physical)SPring-8に建設された表面界面の結晶構造決定用の新しいビームラインのあらましを述べる。ビームライン分光器のステージは、X線による表面研究のために、強度がより安定になるよう改造を施した。X線エネルギーの関数として、絶対光子密度を測定した。新しい超高真空装置、並びに、それを用いて得られたPt(111)上の酸素分子吸着構造のX線回折測定の結果を紹介する。
上出 英樹; 林 謙二; 軍司 稔; 林田 均; 西村 元彦; 飯塚 透; 木村 暢之; 田中 正暁; 仲井 悟; 望月 弘保; et al.
PNC TN9410 96-279, 51 Pages, 1996/08
動力炉・核燃料開発事業団では「原子炉冷却系総合試験」として,高速炉の実用化を目指し,実証炉段階で採用される原子炉冷却系に係る新概念技術の確立を目的とし,原子炉容器から蒸気発生器までの1次,2次冷却系,水蒸気系,崩壊熱除去系を総合的に模擬した大型ナトリウム試験を計画している。実証炉の特徴であるトップエントリー配管システム,炉内冷却器を用い自然循環を積極的に活用した崩壊熱除去系,低温流体循環方式の炉容器壁保護系,一体貫流型蒸気発生器,再循環系を用いた崩壊熱除去運転などを含め配管短縮化,機器のコンパクト化,高信頼性崩壊熱除去システムなどについて熱流動上の課題,構造上の課題を設定し,それらを解決できる試験装置として特に原子炉容器ならびに1次冷却系の試験モデルの検討を行った。特に(1)実証炉の熱流動と構造上の課題に対する解決方策としての充足,(2)熱流動上の課題と構造上の課題のバランス,(3)総合試験として系統全体での複合現象,構成機器間の熱流動的および構造的相互作用の模擬を重視して,試験モデル候補概念の創出,予測解析を含む定量的な比較評価,モデルの選定を行った。さらに,選定モデル候補概念を元に,「原子炉冷却系総合試験」全体の試験装置概念を構築した。
-synuclein; Implication for propensity for amyloid fibril formation藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*
no journal, ,
A protein -synuclein (-Syn) forms amyloid fibrils. This abnormal protein aggregation is related to pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We carried out quasielastic neutron scattering experiments to investigate the "dynamic" behavior of -Syn to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. The measurements on the solution samples of -Syn in different pH were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in flexibility of the protein were detected between the different conditions. Since the difference in flexibility is likely to arise from different distributions of conformational substates of -Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.
-synuclein detected by neutron scattering藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*
no journal, ,
The protein, -synuclein (-Syn) forms amyloid fibrils. Formation of amyloid fibrils is associated with the pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. In order to obtain insights into the role of the protein dynamics in the mechanism of amyloid fibril formation, we carried out quasielastic neutron scattering experiments and characterized the "dynamic" behavior of -Syn. The measurements on the solution samples of -Syn in the monomeric and fibril states were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in the dynamical behavior of the protein were detected between the monomeric and fibril states. Analysis of the spectra obtained suggested an entropy-driven mechanism of amyloid fibril formation.
大島 武; 中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 岡野 好伸*
no journal, ,
Introduction of highly-stacked well-aligned Quantum Dots (QDs) layers into solar cells are expected to realize their extremely high conversion efficiency. In this study, the current induced in QD solar cells by 1 MeV electron irradiation was evaluated to investigate their degradation response. The samples used in this study were GaAs PiN solar cells with InGaAs QD layers by molecular beam epitaxy (MBE). For comparison, GaAs PiN solar cells with an i-layer were fabricated under the same process without the fabrication of the QD layers. The QD and non QD solar cells were irradiated with 1MeV electrons and their electron-induced currents were measured at applied bias between -300 and 200 mV. As a result, QD solar cells showed applied bias dependence of electron-induced current, and the value of electron-induced current increased with increasing reverse bias. Also, with increasing electron fluence, the electron-induced current decreased. This can be interpreted in terms of a decrease in carrier lifetime due to radiation induced defects. The applied bias dependence for QD solar cells became larger with increasing electron fluence. On the other hand, non QD solar cells did not show the applied bias dependence of electron-induced current before and after irradiation. These results suggest that carriers generated in QD solar cells by electrons recombine in QD layer when the electric field is not high enough.
-synuclein and its relation to propensity for amyloid fibril formation藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*
no journal, ,
A protein -synuclein (-Syn), which is involved with pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease, forms amyloid fibrils. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We employed neutron scattering to investigate the "dynamic" behavior of -Syn at low and neutral pH, to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. We carried out the quasielastic neutron scattering experiments using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Analysis of the quasielasitc scattering spectra showed the increased flexibility of -Syn at low pH. Since the increased flexibility is likely to arise from a wider distribution of conformational substates of -Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.
長岡 亨*; 平野 伸一*; 小鯖 匠*; 天野 由記; 望月 陽人
no journal, ,
本研究では、地下環境に生息する多様な微生物が引き起こす腐食挙動を評価することを目的に、実際の地下環境において圧縮ベントナイト中に包埋した炭素鋼試験片の腐食試験を実施した。試験は、日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターの深度250m連絡坑道にて行った。地層処分環境を模擬するために、試験セル内の圧縮ベントナイト供試体は、100%ベントナイト材料(クニゲルV1)を用いて、異なる乾燥密度(1.0, 1.4, 1.6, 1.8g/cm
)となるように、大気雰囲気下において油圧プレス機により圧縮成型した。それらの試験セルをボーリング孔内に浸漬させ、止水パッカーにて大気と遮断することにより開始した。試験セル浸漬後、所定期間経過ごとに試験セルを回収して、ベントナイト中の生菌数測定および16S rRNA遺伝子解析に用いるとともに、炭素鋼試験片については重量減損量測定および腐食生成物の分析をおこなった。その結果、異なる乾燥密度条件における圧縮ベントナイト供試体中の炭素鋼試験片の重量は、すべての条件下において炭素鋼試験片重量の減損が認められ、乾燥密度が小さいほど、減損量が大きい傾向を示した。特に最小の乾燥密度1.0g/cmの場合に減損量が大きく、乾燥密度1.4g/cm以上では腐食が抑制されることがわかった。また腐食速度は、試験初期に比べて、試験後期に低下する傾向があることがわかった。腐食挙動に及ぼす微生物の影響を評価するため、回収したベントナイト試料中の生菌数を測定した。その結果、好気性生菌数は、乾燥密度の増加に伴い、低下する傾向が認められた。また16S rRNA遺伝子解析の結果、乾燥密度が高い場合の微生物叢は初期のベントナイト中の微生物叢と類似した構成を示す一方、乾燥密度が低い場合の菌叢は、大きく変化していることがわかった。これらのことから、乾燥密度が低い場合には、圧縮ベントナイト中で微生物が活性を有し、腐食を促進させる可能性が示唆された。
大島 武; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 武田 明紘*; et al.
no journal, ,
In this study, GaAs PiN solar cells of which i-layer contains or does not contain In
As QD layers are fabricated. The degradation behaviors for the QD solar cells due to proton irradiation are compared to that for the non QD solar cells using an in-situ measurement technique. The maximum power for QD (50 layers) and non-QD GaAs solar cells decreased with increasing fluence of protons with an energy of 150 keV. No significant difference in the degradation behavior between QD and non-QD solar cells is observed. This can be concluded that QD solar cells have an enough potential for space applications because the initial efficiency for QD solar cells is expected to be higher than non-QD solar cells. In addition, annealing of the degraded characteristics of both the QD and the non-QD solar cells was observed under AM0 illumination even at RT.
平野 伸一*; 長岡 亨*; 小鯖 匠*; 天野 由記; 望月 陽人
no journal, ,
一般的に金属が腐食を受けにくい環境において急速な腐食や局所腐食などが生じる場合があり、そのような反応には微生物が誘因する微生物腐食が影響する事象が報告されている。深部地下に放射性廃棄物を埋設する地層処分では、放射性廃棄物の閉じ込めを確実とするため放射性廃棄物を人工バリア(オーバーパック(金属製処分容器)、緩衝材)で包埋する概念が検討されている。深部地下においても多様な微生物が存在するため、この人工バリアの閉じ込め性能を評価する上で、微生物による金属製処分容器の腐食影響を考慮する必要性がある。しかし、これまで地下に存在する微生物を対象とした腐食の研究事例は限られている。そこで、本研究では、幌延深地層研究センターの深部地下水を対象として鉄腐食を引き起こす微生物の存在を探索し、その腐食活性を評価することを目的とした。幌延深地層研究センターの地下施設から採取した地下水中の微生物について、炭素鋼片を浸漬し、嫌気条件下で培養をおこなった。その結果、一部の地下水培養液においてメタンガスが検出され、炭素鋼試験片の顕著な重量減損と表面の局部的な減肉が観察された。培養後の地下水に含まれる微生物相の解析をおこなったところ、腐食活性が見られた試料ではメタン菌Methanobacterium属の比率増加が認められたことから、鉄顆粒等を用いてさらに集積培養を行い、メタン菌単離株を取得した。単離株の16S rRNA遺伝子配列解析の結果から本株をMethanobacterium sp. H04株と命名した。炭素鋼片を用いた2か月間の腐食試験を行った結果、重量減損量は45mgに達し、非植菌区と比較して腐食量は約20倍に増加した。腐食速度としては0.5mm/yに達し、既報の海洋性EMICメタン菌Methanobacterium sp. IM1株や淡水性EMICメタン菌Methanobacterium sp.TO1株と同程度の高い腐食活性を有することが明らかになった。
中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 武田 明紘*; 岡野 好伸*; 佐藤 真一郎; et al.
no journal, ,
量子ドット太陽電池の宇宙応用の可能性を検討するためにInGaAs量子ドット層を含むGaAs太陽電池の放射線劣化挙動を調べた。InGaAsドット層を50層含むGaAs太陽電池及び比較のためのドット層の無いGaAs太陽電池を分子線エピタキシー(MBE)法を用いて作製した。それら太陽電池に室温にて150keV陽子線を照射し、光照射下及び暗状態での電気特性の劣化を調べた。その結果、ドット有りの太陽電池は、無しの太陽電池に比べて短絡電流は低下が大きく、逆に開放電圧は低下が少ないことが見出された。加えて、電流(I)-電圧(V)曲線を調べたところ、ドット有り太陽電池はドット無し太陽電池に比べフィルファクター(FF)の劣化が大きいことが判明した。暗状態でのI-V測定特性に関しては、ドット有りもドット無し太陽電池も同程度の劣化であったことから、FFの低下は太陽電池のダイオード特性の劣化に起因するものではなく、少数キャリアの拡散長やといった発電特性に起因すると考えられる。
