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鶴見 美和*; 榎戸 輝掲*; 一方井 祐子*; Wu, T.*; Wang, D.*; 篠田 太郎*; 中澤 知洋*; 辻 直樹*; Diniz, G.*; 片岡 淳*; et al.
Geophysical Research Letters, 50(13), p.e2023GL103612_1 - e2023GL103612_9, 2023/07
被引用回数：7 パーセンタイル：71.80(Geosciences, Multidisciplinary)Gamma-ray glows are observational evidence of relativistic electron acceleration due to the electric field in thunderclouds. However, it is yet to be understood whether such relativistic electrons contribute to the initiation of lightning discharges. To tackle this question, we started the citizen science "Thundercloud Project," where we map radiation measurements of glows from winter thunderclouds along Japan's sea coast area. We developed and deployed 58 compact gamma-ray monitors at the end of 2021. On 30 December 2021, five monitors simultaneously detected a glow with its radiation distribution horizontally extending for 2 km. The glow terminated coinciding with a lightning flash at 04:08:34 JST, which was recorded by the two radio-band lightning mapping systems, FALMA and DALMA. The initial discharges during the preliminary breakdown started above the glow, that is, in vicinity of the electron acceleration site. This result provides one example of possible connections between electron acceleration and lightning initiation.
resolution上村 拓也*; 喜田 昭子*; 渡邉 佳彦*; 安達 基泰; 黒木 良太; 森本 幸生*
Biochemical and Biophysical Research Communications, 469(2), p.158 - 163, 2016/01
被引用回数：18 パーセンタイル：52.80(Biochemistry & Molecular Biology)The X-ray crystal structure of a salicylate hydroxylase from 
S-1 complexed with coenzyme FAD has been determined to a resolution of 2.5. Structural conservation with 
- or 
-hydroxybenzoate hydroxylase is very good throughout the topology, despite a low amino sequence identity of 20-40% between these three hydroxylases. Salicylate hydroxylase is composed of three distinct domains and includes FAD between domains I and II, which is accessible to solvent. In this study, which analyzes the tertiary structure of the enzyme, the unique reaction of salicylate, i.e. decarboxylative hydroxylation, and the structural roles of amino acids surrounding the substrate, are considered.
阿部 浩之; 青根 茂雄*; 森本 亮*; 内田 裕久*
Journal of Alloys and Compounds, 580(Suppl.1), p.S219 - S221, 2013/12
被引用回数：5 パーセンタイル：30.03(Chemistry, Physical)水素吸蔵合金の吸蔵能の1つに、水素吸蔵初期反応速度がある。今回、イオン照射による表面改質技術を目的に種々のイオンをMm-Ni系水素吸蔵合金に照射したところ希土類イオンであるLaイオン,Ceイオンが水素吸蔵初期反応速度を大きく向上させることが判明した。さらにこれらイオン照射後のサンプルをKOHアルカリ溶液にて化学処理を施した場合、イオン照射したサンプルよりも数倍の初期反応速度の向上が見られた。これら希土類元素は水素を吸収しやすい物質であるため、表面にLaやCeイオンを導入することで初期反応速度が促進されたと考えられる。さらにKOHのアルカリ溶液にて化学処理をすることで、表面酸化膜がエッチングされるとともに、カリウム原子が合金表面仕事関数を下げることで、初期反応速度が速くなると考えられる。
1-tetrahydrocannabinolic acid (THCA) synthase, the enzyme controlling the psychoactivity of 
正山 祥生*; 玉田 太郎; 栗原 和男; 竹内 彩子*; 田浦 太志*; 新井 栄揮; Blaber, M.*; 正山 征洋*; 森元 聡*; 黒木 良太
Journal of Molecular Biology, 423(1), p.96 - 105, 2012/10
被引用回数：90 パーセンタイル：89.94(Biochemistry & Molecular Biology)1-テトラヒドロカンナビノール酸(THCA)合成酵素は、基質であるカンナビゲロール酸の酸化的閉環反応を触媒し、大麻の幻覚活性をつかさどる1-テトラヒドロカンナビノールの前駆体であるTHCAを合成する。本研究では、THCA合成酵素のX線結晶解析及び変異体を用いた活性測定を実施し、THCA合成酵素の機能-構造相関の解明を試みた。2.75分解能で決定した立体構造情報に変異体解析結果を組合せことにより、THCA合成酵素の活性に寄与する残基を同定した。
阿部 浩之; 青根 茂雄*; 森本 亮*; 内田 裕久*; 大島 武
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 36(1), p.133 - 135, 2011/03
これまでに、パラジウム(水素吸蔵材料)について、重イオン照射により欠陥導入させることで表面構造が乱れ、それにより表面改質効果が生じ、水素吸蔵能向上が見込まれることを見いだしている。本研究ではその表面状態についてさらに詳細な知見を得るため、表面仕事関数測定により電子状態を調べ、初期水素吸蔵反応速度との相関関係を調べた。照射イオンはNイオン,Crイオン,Agイオン,Xeイオン照射を実施し、ドーズ量は10
10
cm
とした。水素吸蔵反応速度測定により、イオン照射したPdは未照射Pdに比べ反応速度が310倍速くなることを確認し、仕事関数測定ではイオン照射のドーズ量の増加に伴い、仕事関数値が負側へシフトすることが判明した。これより、イオン照射により表面構造が乱され、表面電子状態が不安定になった結果、水素原子が取り込まれやすい状態となり、初期水素吸蔵反応速度が速くなったと結論できる。
米田 安宏; 田村 和久; 阿部 浩之; 大島 武; 森本 亮*; 内田 裕久*; 水木 純一郎
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 33(4), p.1053 - 1056, 2008/12
水素吸蔵合金であるパラジウムの特性を改変するためにN
イオン照射を行い、エッチングなどによる表面改変に比べ大幅に改善されることがわかった。このしくみを理解するために表面構造を電子顕微鏡で、またミクロスコピックな構造を放射光X線を用いて調べた。Nイオンはパラジウム金属中に留まることはないため、イオン照射時に生じる格子欠陥が水素吸蔵過程に変化をもたらしていると考えられる。SEM観察からは金属パラジウムの表面自体は照射前から圧延時の痕跡が見られ、照射による表面積の拡大が水素吸蔵に影響を与えているとは考えられない。したがって、X線によって明らかとなった格子欠陥によるミクロ構造の変化が本質的に水素吸蔵量と関係していると考えられる。
田口 千穂; 田浦 太志*; 玉田 太郎; 正山 祥生; 正山 征洋*; 田中 宏幸*; 黒木 良太; 森元 聡*
Acta Crystallographica Section F, 64(3), p.217 - 220, 2008/03
被引用回数：3 パーセンタイル：35.30(Biochemical Research Methods)Polyketide synthase-1 (PKS-1) is a novel type III polyketide synthase that catalyzes biosynthesis of the hexanoyl triacetic acid lactone in (Mexican strain). PKS-1 was overproduced in 
, purified and finally crystallized in two different space groups. The crystal obtained in 0.1 M HEPES buffer (pH 7.5) containing 0.2 M calcium acetate and 20% (w/v) polyethylene glycol 3350, diffracted to 1.65 resolution and belonged to space group 
1 with unit-cell parameters of a = 54.3 , b = 59.3 , c = 62.6 , 
= 69
, 
= 81, 
= 80. Another crystal obtained in 0.1 M HEPES buffer (pH 7.5) containing 0.2 M sodium chloride and 20% (w/v) polyethylene glycol 3350, diffracted to 1.55 resolution and belonged to the space group 2
22 with unit-cell parameters of a = 54.3 , b = 110 , c = 130 . These data will enable us to determine the crystal structure of PKS-1.
茶竹 俊行*; 柴山 修哉*; Park, S. Y.*; 栗原 和男; 玉田 太郎; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 黒木 良太; 森本 幸生*
Journal of the American Chemical Society, 129(48), p.14840 - 14841, 2007/12
被引用回数：27 パーセンタイル：60.46(Chemistry, Multidisciplinary)A large crystal of human deoxy hemoglobin (Hb) was grown from D
O solution (pD 6.3). The preliminary neutron diffraction experiment was carried out at the KUR reactor in RRI of Kyoto University, and the diffraction data set to 2.1 resolution was collected at JRR-3 reactor in JAEA using the BIX-3. The neutron crystal structure of Hb reveals that both the 
- and 
-distal histidines (His58 and His63) adopt fully (doubly) protonated form. This finding sharply contrasts with existing results on R (relaxed) state liganded Hbs where such full protonation can never occur. This results suggest an interesting possibility that the both histidines could contribute to the T (tense) state Bohr effect of Hb. Indeed, the protonation/deprotonation of each distal histidine may have a direct impact on the oxygen affinity of the nearby heme group through sterical hindrance and/or polarity change in the heme pocket without affecting the allosteric equilibrium of Hb.
阿部 浩之; 森本 亮*; 佐藤 史篤*; 東 順人*; 内田 裕久*
Journal of Alloys and Compounds, 408-412, p.348 - 350, 2006/02
被引用回数：10 パーセンタイル：53.71(Chemistry, Physical)水素吸蔵材料としてMm系AB
型の希土類合金(MmNi)は有用視されており、既にニッケル水素電池の負極材として実用化されているが、自動車用等の水素貯蔵システムへの応用のためには、水素吸蔵性能の大幅な向上が必要である。そこで、材料表層改質にとって有力な手法であるイオン照射法を行い、合金の表面近傍に欠陥やボイドを生成させることによる水素吸蔵能向上の可能性を検討した。イオン照射を実施後、水素吸蔵能の変化を水素化速度の測定により評価した結果、照射によりMm系AB型希土類合金の吸蔵能が数倍向上することが確認できた。水素吸蔵能の向上は照射によって形成した表面近傍の欠陥濃度に依存し、これらの欠陥の存在が水素化速度を増加させていることがわかった。
阿部 浩之; 森本 亮*; 佐藤 史篤*; 東 順人*; 内田 裕久*
Journal of Alloys and Compounds, 404-406, p.288 - 292, 2005/12
被引用回数：7 パーセンタイル：50.78(Chemistry, Physical)パラジウム(Pd)の水素吸収特性の改善を目指し、イオン照射による表面改質がPdの水素吸収速度に及ぼす影響を調べた。イオン種としてはプロトン,ヘリウムイオン,窒素イオン,アルゴンイオンを用い、加速エネルギー範囲30350keVで、最大照射量1
10cmまで照射を実施した。電気化学的水素化測定の結果、イオン照射Pdは未照射Pdに比べ吸収速度が向上し、向上割合はイオン照射のエネルギーと照射量に依存する傾向が得られた。この原因は、照射により生成される欠陥が水素トラップとして働き、水素吸収速度を高めていると考えられる。
阿部 浩之; 森本 亮*; 青根 茂雄*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
Pdは水素吸収(吸蔵)する単体金属である。また実用材料としての水素吸蔵合金はニッケル水素電池の負極材やそのほかさまざまな用途に用いられている。これら材料の水素吸蔵性能を大幅向上させることは実用上重要である。そこでわれわれはイオン照射による吸蔵能向上を検討するため、PdへのCrイオン及びXeイオン照射を実施し、水素吸収初期反応速度や水素吸放出前後の仕事関数測定をして評価した。その結果、未照射に比べ、照射量変化による水素吸収初期反応速度の向上,表面仕事関数の負方向へのシフトや水素吸収速度が最大で10倍程度の向上を示した。
正山 祥生; 玉田 太郎; 竹内 彩子*; 田浦 太志*; 正山 征洋*; 黒木 良太; 森元 聡*
no journal, ,
THCA synthase is the enzyme that catalyzes oxidative cyclization of cannabigerolic acid into THCA, the precursor of Delta1-tetrahydrocannabinol. In order to investigate the structure-function relationship of THCA synthase, this enzyme was overproduced in insect cells, purified and finally crystallized in 0.1 M HEPES buffer pH 7.5 containing 1.4 M sodium citrate. A single crystal suitable for X-ray diffraction measurement was obtained in 0.09 M HEPES buffer pH 7.5 containing 1.26 M sodium citrate. The crystal diffracted to 2.8 resolution at beamline BL41XU, SPring-8. The crystal belonged to the primitive cubic space group P432, with unit-cell parameters a=b=c=178.2 . R value of the structure model was 19.6%. Active site of THCA synthase was investigated by mutation analysis using the structural information from X-ray crystallography. It was found that Tyr484 was identified to be one of the important residues in activity of THCA synthase.
阿部 浩之; 森本 亮*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
われわれはこれまでに、水素吸蔵材料(Pd)について、イオン照射により欠陥導入させることで表面が改質し、水素吸蔵能の向上が見込まれることを見いだしている。本研究では、表面状態に関する知見を得るため、仕事関数測定により表面の電子状態を調べた。イオン照射Pdの水素吸蔵効果を仕事関数測定と水素吸蔵測定,表面欠陥状態と水素吸蔵能の相関について調べた。Nイオン,Crイオン,Agイオン照射(エネルギー:keV級,MeV級,ドーズ量:10-10cm)を行ったPdの水素吸蔵初期反応速度を調べたところ、未照射Pdに比べ速くなることを確認した。また仕事関数測定では、エネルギー,ドーズ量の増加に伴い、仕事関数値が負側へシフトしていくことが判明した。このことは、イオン照射により表面電子状態が不安定になったことを意味しており、その結果、電子交換が容易になり、水素原子が取り込みやすくなったため、水素吸蔵初期反応速度が向上したと考えられる。
田口 千穂*; 田浦 太志*; 森元 聡*; 正山 祥生; 玉田 太郎; 黒木 良太; 正山 征洋*
no journal, ,
大麻はカンナビノイドと称される二次代謝産物を生産し、これら化合物は多発性硬化症など種々の難治性疾患に著効を示すことから医学生物学的に極めて高い注目を集めている。カンナビノイドの基本骨格はポリケタイドに由来することから、大麻ポリケタイド合成酵素はカンナビノイドの大量生産などバイオテクノロジーへの応用が期待されるキーエンザイムである。われわれは先に、大麻ポリケタイド合成酵素の大麻からのクローニングを検討し、PKS-1と称する新規酵素のcDNAを得た。次いで大腸菌での発現に成功し、組換え酵素の活性を検討したところ、PKS-1は基質特異性及び反応性の両面において既知の植物ポリケタイド合成酵素と異なる新規性の高い酵素であることを明らかにした。さらに、PKS-1の基質特異性及び酵素反応メカニズムを決定している立体構造的基盤を明らかにするため、結晶構造解析を目的として本酵素の大量発現を行うとともに、Niアフィニティーカラム及びイオン交換カラムによる精製法を確立した。この試料を用いて結晶化条件検討を行い、複数の条件で針状結晶を得ることに成功した。
青根 茂雄*; 森本 亮*; 阿部 浩之; 内田 裕久*
no journal, ,
水素吸蔵材料の水素反応において試料表面状態の情報は非常に重要である。そこで本研究では水素吸蔵材料であるPdの表面近傍にイオン照射により空孔型欠陥を生成させ、水素吸蔵特性に及ぼす影響について調べた。特に、イオン照射エネルギー及び照射量の違いによる水素吸蔵初期反応速度(水素化速度)への影響を調べた。用いたイオン種はHイオン,Arイオン,Xeイオンで、30350keVで、110, 110
, 110/cm
のフルエンスを照射した。水素吸蔵評価では照射サンプルそれぞれ1サイクルの吸放出実験を行い、各サンプルの水素化速度を測定した。その結果、未照射サンプルよりもイオン照射したサンプルの方が高い水素化速度を示し、照射エネルギー、あるいは照射量が増えるにつれて、水素化速度が向上する傾向が見られた。このことより、試料表面にイオン照射により空孔型欠陥を形成することが、水素化反応の向上に有効であることが明らかとなった。また水素化速度向上のイオン種依存性も観測されており、欠陥形成だけでなく、試料内部に若干残留するイオンの性質や状態も水素吸蔵特性に影響を及ぼすことが示唆された。
阿部 浩之; 森本 亮*; 青根 茂雄*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
パラジウム(Pd)にイオン照射を行い欠陥を導入することで、表面改質が生じ、水素吸蔵能力が向上することを見いだした。さらに、表面状態の理解のために仕事関数測定を行った。イオン照射はCrイオンを用い、エネルギー350keV,ドーズ量10-10cmの範囲で行った。水素吸蔵初期反応速度を調べたところ、照射により未照射に比べ、最大で5倍吸蔵初期反応が早まることが判明した。その際の仕事関数の変化を求めたところ未照射Pdを基準として、負方向に約0.11eVシフトすることが見いだされた。ドーズ量の増加によりこの値はさらに負側にシフトした。仕事関数値が負側にシフトすることは、実験装置内の水溶液中での電子交換が容易になることを意味し、このことにより水素原子が取り込みやすくなり、結果として吸蔵初期反応が向上したと推測される。
米田 安宏; 阿部 浩之; 大島 武; 森本 亮*; 内田 裕久*
no journal, ,
メカニカルアロイ法で作成したMgFe合金は固溶限界を超えるMg組成の合金を作製することが可能である。通常の合金合成では8mol%程度しか固溶しないところ、15mol%までのBCC組成のMg組成の合金を得た。一般に合金では組成が拮抗すると結晶性が低下しBragg反射のブロードニングが生じるが、MgFe合金の場合、Mg組成が増大するにつれ、Bragg反射のピークがシャープになるという観測結果が得られた。このような特徴のある合金構造を明らかにするためにSPring-8偏向電磁石ビームラインBL14B1を用いて構造解析を行った。用いた解析手法はPair-distribution function methodである。解析の結果、MgとFeのイオンサイズの違いがもたらす排除体積効果によって、Mg組成の少ないところではランダム配置であったMg-Mgの関係がMg組成の増大に伴ってorderしていくことがわかった。
正山 祥生; 玉田 太郎; 竹内 彩子*; 田浦 太志*; 正山 征洋*; 森元 聡*; 黒木 良太
no journal, ,
1-Tetrahydrocannabinolic acid (THCA) synthase is the enzyme that catalyzes oxidative cyclization of cannabigerolic acid into THCA, the precursor of Delta1-tetrahydrocannabinol. In order to investigate the structure-function relationship of THCA synthase, this enzyme was overproduced in insect cells, purified and finally crystallized in 0.1 M HEPES buffer pH 7.5 containing 1.4 M sodium citrate. The crystal diffracted to 2.8 A resolution at beamline BL41XU, SPring-8. The crystal belonged to the primitive cubic space group P432, with unit-cell parameters a = b = c = 178.2 . R value of the structure model was 19.6%. Structure of THCA synthase was divided into two domains, and there was FAD of a coenzyme between domains. Based on the structural information obtained above, amino acid mutations of the four ionizable residues (H292, Y417, E442 and Y484) located in the vicinity of FAD is now in progress to clarify their contribution on its enzymatic function.
清水 瑠美; 安達 基泰; 黒木 良太; 山下 未知*; 森元 聡*
no journal, ,
モルヒネの酸化反応を触媒し、細胞壁強化に寄与するモルヒネパーオキシダーゼ-2(MP2)は、極めて高い基質特異性を有するため、構造生物学的観点から興味深い酵素である。そこで、MP2の構造機能相関を明らかにするために、大腸菌発現による組換え型MP2の調製に取り組んでいる。MP2のシグナル配列部分を除去した遺伝子を大腸菌で発現させたところ、組換え型MP2が不溶性タンパク質として大量発現した。変性剤で可溶化後に、還元と酸化条件下におけるSDS-PAGEでの移動度の差を指標に再生条件を検討した。再生処理後、組換え型MP2を陰イオンカラムクロマトグラフィー等で精製し、活性測定を行った結果、生成物であるビスモルヒネの生産が確認され、比活性は天然型と同等であった。また、精製品をHPLCで分析したところ、単一のピークが得られた。以上の結果は、再生した組換え型MP2が天然の酵素と同様に立体構造を形成していることを示唆している。
阿部 浩之; 青根 茂雄*; 森本 亮*; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
水素吸蔵材料表面には表面酸化皮膜や水酸化被膜が形成されやすい。前者の被膜では、気相反応系での水素分子の解離が著しく阻害され、後者では電気化学反応系での水分子における解離が阻害される。それらいずれの場合においても、水素吸蔵速度が低下することが知られており、水素吸蔵反応において、表面状態の制御が非常に重要となってくる。そこで、表面改質処理としてイオン照射とアルカリ処理を用い、水素吸蔵材料の水素吸収初期反応速度に及ぼす影響、特に、それら表面改質処理の相乗効果について調べた。その結果、イオン照射とアルカリ処理を施すことで、従来のアルカリ処理のみ(未照射アルカリ処理)の場合よりも水素吸蔵能が向上することを見いだした。特にLaやCeといった希土類イオン照射にアルカリ処理を施した場合は、何も処理を施さない場合(未照射未アルカリ処理)に比べ水素吸蔵初期反応速度が、317倍も速くなることが判明した。これより、希土類イオン照射とアルカリ処理を組み合わせることで相乗効果が生じ、従来よりもはるかに高い吸蔵能向上を示すことを見いだした。
