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遠藤 駿典; 安部 亮太*; 藤岡 宏之*; 猪野 隆*; 岩本 修; 岩本 信之; 河村 しほり*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 小林 龍珠*; et al.
European Physical Journal A, 60(8), p.166_1 - 166_10, 2024/08
被引用回数：2 パーセンタイル：78.45(Physics, Nuclear)Measurements of 
-ray circular polarization emitted from neutron capture reactions provide valuable information for nuclear physics studies. The spin and parity of excited states can be determined by measuring the circular polarization from polarized neutron capture reactions. Furthermore, the -ray circular polarization in a neutron capture resonance is crucial for studying the enhancement effect of parity nonconservation in compound nuclei. The -ray circular polarization can be measured using a polarimeter based on magnetic Compton scattering. A polarimeter was constructed, and its performance indicators were evaluated using a circularly polarized -ray beam. Furthermore, as a demonstration, the -ray circular polarization was measured in 
S(n,)
S reactions with polarized neutrons.
rays in the 
Sn(
)
Sn reaction遠藤 駿典; 奥平 琢也*; 安部 亮太*; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 奥 隆之; 酒井 健二; 嶋 達志*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064601_1 - 064601_7, 2022/12
被引用回数：7 パーセンタイル：72.81(Physics, Nuclear)熱外中性子入射により形成される複合核において観測された、空間反転対称性の破れの大きな増幅は、今のところ複合核状態の入射チャネルにおけるパリティの異なる部分波の混合の結果として説明されている。さらに時間反転対称性の破れも同様のメカニズムで増幅されることが示唆されている。この入射チャネルにおける混合は、複合核共鳴から放出される個々のガンマ線のエネルギー依存なスピン-角相関を引き起こす。本研究ではJ-PARC・MLF・ANNRIにて偏極熱外中性子ビームを用い、Sn()Sn反応におけるガンマ線強度分布が、中性子の偏極方向に依存することを確認した。
遠藤 駿典; 静間 俊行*; Zen, H.*; 平 義隆*; Omer, M.; 河村 しほり*; 安部 亮太*; 奥平 琢也*; 北口 雅暁*; 清水 裕彦*
UVSOR-49, P. 38, 2022/08
To measure the circular polarization of gamma-rays, the gamma-ray polarimeter was developed. The analyzing power of the polarimeter was measured using circularly polarized gamma-rays in UVSOR BL1U. Magnetic hysteresis of the polarimeter was also observed. The analyzing power was obtained as 2.12
0.04%.
小松 遊矢*; 清水 亮太*; 佐藤 龍平*; Wilde, M.*; 西尾 和記*; 片瀬 貴義*; 松村 大樹; 齋藤 寛之*; 宮内 雅浩*; Adelman, J. R.*; et al.
Chemistry of Materials, 34(8), p.3616 - 3623, 2022/04
被引用回数：17 パーセンタイル：76.57(Chemistry, Physical)Here, we demonstrate such a highly repeatable photoinduced insulator-to-metal transition in yttrium oxyhydride (YO
H
) epitaxial thin films. The temperature (
) dependence of the electrical resistivity (
) of the films transforms from insulating to metallic (
) under ultraviolet laser illumination. The sample is heated (125 
C) under an Ar atmosphere to recover its original insulating state. The films recover their original metallic conductivity when subsequently subjected to ultraviolet laser illumination, showing repeatable photoinduced insulator-to-metal transition. First principles calculations show that the itinerant carriers originate from the variations in the charge states of the hydrogen atoms that occupy octahedral interstitial sites. This study indicates that tuning the site occupancy (octahedral/tetrahedral) of the hydrogen atoms exerts a significant effect on the photoresponse of metal hydrides.
熊添 博之*; 五十嵐 康彦*; Iesari, F.*; 清水 亮太*; 小松 遊矢*; 一杉 太郎*; 松村 大樹; 齋藤 寛之*; 岩満 一功*; 岡島 敏浩*; et al.
AIP Advances (Internet), 11(12), p.125013_1 - 125013_5, 2021/12
被引用回数：4 パーセンタイル：24.33(Nanoscience & Nanotechnology)This letter presents a Bayesian sparse modeling method to analyze extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) data with basis functions built on two-body signals. This method allows us to evaluate regression coefficients proportional to the radial distribution functions of the respective elements and their errors and is very effective for analysis of EXAFS with weak absorption intensity and severe signal-to-noise ratio. As an application example, we used it to analyze EXAFS of an yttrium oxyhydride (YOH) epitaxial thin film. This EXAFS data shows weak absorption intensity due to the small amount of X-ray absorption in the thin film sample. However, this approach revealed that the radial distance ratio of the second neighbor yttrium to the first neighbor oxygen coincides with that of a tetrahedral configuration. This result demonstrates that the interstitial oxygen position is tetrahedral in the YOH thin film.
Te
/BiTe
down to 6 K深澤 拓朗*; 日下 翔太郎*; 角田 一樹; 橋爪 瑞葵*; 一ノ倉 聖*; 竹田 幸治; 出田 真一郎*; 田中 清尚*; 清水 亮太*; 一杉 太郎*; et al.
Physical Review B, 103(20), p.205405_1 - 205405_6, 2021/05
被引用回数：10 パーセンタイル：51.55(Materials Science, Multidisciplinary)We successfully fabricated a MnBiTe/BiTe heterostructure by incorporating Mn and Te inside the topmost quintuple layer of BiTe, as unambiguously confirmed by LEED I-V scanning transmission electron microscopy measurements. The surface-state Dirac cone of the heterostructure showed little change compared to that of the pristine BiTe and X-ray magnetic circular dichroism measurements showed that the system was paramagnetic down to 5.6 K. These results are in contrast to the previous works on related materials that showed magnetic order around 10 K as well as theoretical predictions and suggests the intricacy of the magnetic properties of two-dimensional van der Waals magnets.
小松 遊矢*; 清水 亮太*; Wilde, M.*; 小林 成*; 笹原 悠輝*; 西尾 和記*; 重松 圭*; 大友 明*; 福谷 克之; 一杉 太郎*
Crystal Growth & Design, 20(9), p.5903 - 5907, 2020/09
被引用回数：5 パーセンタイル：45.71(Chemistry, Multidisciplinary)This paper reports the epitaxial growth of EuH
thin films with an 
-scan full width at half-maximum of 0.07, the smallest value for metal hydride thin films reported so far. The thin films were deposited on yttria-stabilized ZrO (111) substrates using reactive magnetron sputtering. The magnetization measurement showed that the saturation magnetization is 
7 
/Eu atom, indicating that the EuH films are nearly stoichiometric (x 
2.0) and that the Curie temperature is 20 K. The optical measurements showed a bandgap of 1.81 eV. These values are similar to those previously reported for bulk EuH. This study paves the way for the application of metal hydrides in the field of electronics through the fabrication of high-quality metal hydride epitaxial thin films.
-lactamaseのCs
選択性結合部位の発見新井 栄揮; 柴崎 千枝; 清水 瑠美; 安達 基泰; 玉田 太郎; 徳永 廣子*; 石橋 松二郎*; 徳永 正雄*; 黒木 良太
九州シンクロトロン光研究センター年報,2014, p.17 - 19, 2016/03
タンパク質は生物の生命活動のために、金属イオンの電荷数の違いやイオン半径のわずかな違いを識別して結合するなど、緻密な原子・分子認識機構を有する。多くのタンパク質が必須元素の金属を結合することは広く知られている。しかし、タンパク質が必須元素ではないセシウム(Cs)を選択して結合しうるのか、また、その結合部位はどのような構造をしているのか等は明らかにされていなかった。特に、東京電力福島第一原子力発電所事故によって放出された放射性Csの生物への影響を知るためや、タンパク質を利用したCs吸着剤を開発するためには、タンパク質におけるCsの結合のしやすさや結合部位の構造を解明することが重要と考えられた。そこで我々は、好塩性タンパク質とCsの相互作用の研究に着手した。好塩性タンパク質は、塩湖・岩塩・塩蔵食品・発酵食品などの高塩濃度環境に生息する好塩性細菌が作るタンパク質である。好塩性タンパク質は、高塩濃度環境に適応するために多く酸性アミノ酸を含有し、多くの負電荷を有することから、Csを含む様々な金属イオンを結合する可能性があると我々は考えた。本研究では、好塩性タンパク質の中でも比較的高い酸性アミノ酸含量を有し[(Asp + Glu) / (Arg + Lys) = 2.11]、かつ、大腸菌への遺伝子組換えによって大量調製が可能な好塩菌
sp. 560由来-lactamase (以下、HaBLA)について、立体構造の解明とCs結合部位の検出を試みた。
-lactamase from the moderate halophile 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
被引用回数：8 パーセンタイル：52.61(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-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
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(
=2.175
)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(=0.770)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-
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。
安達 基泰; 平山 裕士; 清水 瑠美; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; 黒木 良太
Protein Science, 23(10), p.1349 - 1358, 2014/10
被引用回数：10 パーセンタイル：26.31(Biochemistry & Molecular Biology)DNAの修復に関与する多機能なPprAは、デイノコッカスラジオデュランスの高度な放射線耐性を促進する重要なタンパク質である。PprAによる放射線耐性機構を解明するために、大腸菌で発現した組換え型PprAと2本鎖DNAとの相互作用解析を実施した。ゲルシフトアッセイにより、PprAとスーパーコイル型のpUC19 DNAとの複合体のゲルシフトが2極性であり、それが1mMのMg, Ca, Srイオンで促進されることが示された。シフトしたバンドの相対的な割合からPprAとスーパーコイル型のpUC19 DNAとの複合体形成のヒル係数および解離定数を計算したところ、1mM Mgイオンの存在下で、それぞれ3.3と0.6
Mであった。このことは、PprAがスーパーコイル型のpUC19 DNAに少なくとも281分子結合していることを示しており、ゲル濾過での分離後にUV吸収で見積もられた値と一致した。この結果は、PprAが2本鎖DNAに沿って、直鎖状に重合して結合していることを示唆している。一方で、直鎖状の2本鎖DNAとニックがある環状DNAのバンドシフトに関しては、飽和が見られず、1.3M以上のPprA濃度の時、さらに大きな複合体の形成が確認された。この結果は、DNAに結合したPprAが、ダメージを受けたDNAの末端の会合を濃度依存的に促進していることを示している。
安達 基泰; 清水 瑠美; 黒木 良太; Blaber, M.
Journal of Synchrotron Radiation, 20(6), p.953 - 957, 2013/11
被引用回数：2 パーセンタイル：12.54(Instruments & Instrumentation)Symfoil-4Pは、ヒト酸性繊維芽細胞増殖因子を基に設計した3回対称なベータトレフォイル構造をもつ人工タンパク質である。脱アミド反応を防ぐためにアスパラギン-グリシン配列を除去した変異体Symfoil-QGおよびSymfoil-SGを作製し、さらにSymfoil-QGにHisTagを付加したものをHis-Symfoil-IIとした。His-Symfoil-IIは、プロテアーゼ処理によりHisTagを除去することで、完全な3回繰り返し配列をもつことになる。各タンパク質は、大腸菌内で可溶性タンパク質として発現し、Niカラムにより精製した。Symfoil-IIについては、HisTagをプロテアーゼ処理により除去した後に陰イオン交換カラムを用いて精製した。Symfoil-QGとSymfoil-IIをそれぞれ、1.5および1.1分解能で結晶構造解析した。精密化したSymfoil-IIは、他のSymfoilと同等に疑似3回軸を持っていることが示された。
resolution清水 典子*; 杉山 成*; 丸山 美帆子*; 高橋 義典*; 安達 基泰; 玉田 太郎; 日高 興士*; 林 良雄*; 木村 徹*; 木曽 良明*; et al.
Crystal Growth & Design, 10(7), p.2990 - 2994, 2010/06
被引用回数：11 パーセンタイル：71.28(Chemistry, Multidisciplinary)本研究では、HIV-1プロテアーゼとその阻害剤であるKNI-272との複合体の大型結晶作製を6種類の方法で行った。それらを比較した結果、top-seeded solution growth(TSSG)法とTSSG combined with the floating and stirring technique(TSSG-FAST)法が、種結晶の多結晶化を効果的に防ぎ、迅速に大型の単結晶を得るために有効で、得られた結晶は質が高いことが示された。さらに、結晶の形が、溶液の流れに依存したことから、過飽和の程度が結晶の成長方向に影響することが示唆された。これらの知見は、溶液の流れを操作することで、結晶の形が制御できる可能性を示している。
山口 繁生*; 上久保 裕生*; 栗原 和男; 黒木 良太; 新村 信雄*; 清水 伸隆*; 山崎 洋一*; 片岡 幹雄*
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106(2), p.440 - 444, 2009/01
被引用回数：163 パーセンタイル：94.53(Multidisciplinary Sciences)Low barrier hydrogen bonds (LBHBs) have been proposed to play roles in protein functions, including enzymatic catalysis and proton transfer. Transient formation of LBHBs is expected to stabilize specific reaction intermediates. However, based on experimental results as well as on theoretical considerations, arguments against the importance of LBHB in proteins have been raised. The discrepancy is due to the absence of direct identification of the hydrogen atom position. Here, we show by high-resolution neutron crystallography of photoactive yellow protein (PYP) that a LBHB exists in a protein, even in the ground state. We identified 87% (819/942) of the hydrogen positions in PYP, and demonstrated that the hydrogen bond between the chromophore and E46 is a LBHB. This LBHB stabilizes an isolated electric charge buried in the hydrophobic environment of the protein interior. We propose that in the excited state, the fast relaxation of the LBHB into a normal hydrogen bond is the trigger for photo-signal propagation to the protein moiety. These results give insights into the novel roles of LBHBs, as well as the mechanism of the formation of LBHBs.
安達 基泰; 大原 高志; 西宮 佳志*; 近藤 英昌*; 清水 瑠美; 玉田 太郎; 津田 栄*; 黒木 良太
no journal, ,
抗凍結タンパク質は、氷の成長を阻害することから、科学あるいは工学的な応用の観点で着目されている。これまでの研究において、変異型nfeAFP6のほとんどが、野生型nfeAFP6とよく似た活性を示す一方で、A20V型nfeAFP6は、強い抗凍結活性を示すことを確認している。本研究では、その変異領域周辺の水和構造を調べるために、野生型とA20V型nfeAFP6のX線結晶構造を1.2および1.8分解能で決定した。その結果、A20V型nfeAFP6の側鎖のVal20はGln9と面し、Gln9およびThr18とファンデルワールス接触していることが示された。さらに、変異部位であるVal20周辺の水和水は野生型と異なっていることが明らかとなった。これらの結果は、水和構造が抗凍結タンパク質の氷への結合と抗凍結活性に及ぼす複雑な寄与を明らかにするかもしれない。
平山 裕士; 安達 基泰; 清水 瑠美; 黒木 良太
no journal, ,
ノイラミニダーゼは、インフルエンザウイルスが宿主細胞から遊離する際に、宿主の糖タンパク質のシアル酸を切断する酵素である。ノイラミニダーゼは、分子内に8個のSS結合を持ち、真核生物分泌発現系での発現が望ましい。そこで我々は、鳥インフルエンザノイラミニダーゼをメタノール資化酵母(GS115)で発現させることを試みた。まず酵母発現系に最適化した鳥インフルエンザノイラミニダーゼの遺伝子を化学合成し、同時に精製を容易にするためのN末端にヒスチジンタグの付加、および化学的安定性の向上を目的として分子表面にあるシステイン(C161)をセリンへ置換(His-C161Sノイラミニダーゼ)した。His-C161Sノイラミニダーゼは酵母で大量(培地1Lあたり約60mg)に発現したが、N型糖鎖付加配列に変異導入した糖鎖欠損変異体(N88R/N146R/N235R)は、培養上清には発現しなかった。このことは、ノイラミニダーゼの発現に糖鎖付加が不可欠であることを示唆する。培養上清を回収後、4Mグアニジン塩酸塩により変性させ、Niカラムにより精製した。得られた試料を透析によって再生後陰イオン交換樹脂で精製した。精製試料は、基質fetuinに対して約200U/mgの活性を示し、機能を保持していることを確認した。メタノール資化酵母による発現は、試料の完全重水素化にも有利であり、中性子構造解析を目的とした鳥インフルエンザノイラミニダーゼの完全重水素化が次の課題である。
柴崎 千枝; 安達 基泰; 清水 瑠美; 黒木 良太
no journal, ,
カゼインキナーゼは、細胞に広く存在するセリン/スレオニンキナーゼであり、その一つであるカゼインキナーゼII(CK2)は、細胞周期の進行や細胞の生存・増殖に関与することが知られている。またCK2の過剰な発現は、発癌や癌転移との関係が指摘されている。CK2の阻害剤開発において有効な立体構造的知見を得るため、我々はCK2のキナーゼ触媒サブユニット(CK2
)の中性子構造解析を目指している。大腸菌にて過剰発現させたCK2をカラムクロマトグラフィーによって精製し、大型結晶の作製を試みた。大型結晶の作製にはマクロシーディング法を用い、約40mg/mLに濃縮したタンパク質試料に種結晶を加えることによって実施した。その結果、最終的に約2mm
の大型結晶を得ることができた。取得した結晶を、重水および重水素化試薬を用いて作製した結晶保存溶液で透析し、ミュンヘン工科大学の研究用原子炉(FRM-II)中性子ビームライン(BioDIFF)において、予備的中性子回折実験を実施した。結晶を100Kに冷却し、約30分間の照射を行うことによって、1.9分解能を超える回折点の観測に成功した。今後、取得した結晶を用いた中性子回折実験を実施し、CK2の詳細な構造解析を実施する予定である。
安達 基泰; 清水 瑠美; 黒木 良太; Blaber, M.
no journal, ,
ヒト線維芽細胞増殖因子(hFGF)の立体構造情報をもとにして創製した、三回繰り返し配列を有する人工タンパク質(Symfoil)に関して、さらに高い分解能による立体構造情報の取得を目指している。今回、Symfoilの化学的に不安定な配列の除去と繰り返し配列の完全性の向上したSymfoil改変体(Symfoil-II)を設計した。Symfoil-IIは、大腸菌を用いて可溶性分画に発現させた後、Niキレートカラムにより精製し、さらにプロテアーゼ消化によってHisTagを除去したものを陰イオン交換HPLCにより精製した。その後Symfoilの二次構造形成を円偏光二色性スペクトルで確認した。精製試料の収量は、培地1Lあたり約15mgであった。精製したSymfoil-IIは、Symfoilと同様の結晶化条件(1.8M(NH
)SO, 0.1M TrisHCl pH7.0)で結晶化した。実験室系のX線回折計による予備実験によって1.9分解能の回折データを取得し、分子置換法で位相を決定した結果、Symfoilとは異なる結晶内分子パッキングを持つが、同様の高い対称性立体構造を有することがわかった。
安達 基泰; 柴崎 千枝; 新井 栄揮; 清水 瑠美; 黒木 良太
no journal, ,
HIV-1プロテアーゼ(HIV-PR)は、エイズ治療のための創薬標的タンパク質である。本研究では、2量体HIV-1プロテアーゼにおける各サブユニットを区別して、構造・機能的解析を行い、量子ビームの応用によって阻害剤結合機構を詳細に明らかにすることを目的とする。今回、プロトマー間でN及びC末端が隣接することに着目し、タンデムに結合した遺伝子間に2アミノ酸残基分のリンカー配列を挿入することで、一本鎖化HIV-PRの作製を試みた。一本鎖化HIV-PRは、野生型と同様に大腸菌内に封入体として発現した。リフォールディングした一本鎖化HIV-PRを精製し、KNI-272との複合体を結晶化した。得られた結晶を用いて、放射光施設(SPring-8)にて1.3分解能の回折データを収集し、R値19%まで構造を精密化した。一本鎖化HIV-PRの立体構造は、野生型とほとんど同じ(RMSD[Calpha]=0.17)であった。この結果は、導入したリンカーが、HIV-PRの全体構造に影響を与えていないことを示しており、一本鎖化が成功したことを示す。
大原 高志; 安達 基泰; 清水 瑠美; 栗原 和男; 玉田 太郎; 黒木 良太; 西宮 佳志*; 近藤 英昌*; 津田 栄*
no journal, ,
不凍タンパク質(AFP)は生体内で氷の表面に結合することで氷結晶の成長を抑制し、体液の凝固点を下げる働きを持つタンパク質である。北海道沿岸に生息するナガガジの体内では多数の3型AFP(nfeAFP)のアイソフォームが発現しており、これらはSP型及びQAE型に分類される。どちらも氷表面に結合する機能は有するが、氷結晶の成長を抑制する能力はQAE型の方がはるかに高い。そこでわれわれは、SP型であるnfeAFP6とQAE型であるnfeAFP8に注目し、両者の間でアミノ酸配列が異なる部分についてnfeAFP6とnfeAFP8のキメラ体4種類と、nfeAFP6の配列をnfeAFP8のものに置換したnfeAFP6変異体8種類を調製し、nfeAFP6のAla19一箇所のみをValに置換したnfeAFP6 A19V変異体がQAE型と同様の氷結晶成長抑制作用を持つことを見いだした。さらにnfeAFP6 WT及びA19V変異体の両者について単結晶X線構造解析を行い、両者の水和構造の違いを明らかにするとともに、nfeAFP6 WTの中性子構造解析からこの部分の水和水が水分子同士で水素結合ネットワークを形成していることを見いだした。このネットワークがnfeAFP6 WTと氷結晶との相互作用を阻害していると考えられる。
清水 瑠美; 松本 富美子; 新井 栄揮; 大原 高志; 安達 基泰; 玉田 太郎; 黒木 良太; 西宮 佳志*; 近藤 英昌*; 津田 栄*
no journal, ,
不凍タンパク質(AFP)は、氷の表面に結合することで氷結晶の成長を抑制し、体液の凝固点を下げる働きを持つタンパク質である。AFPは、非常にユニークな機能を持つことから、食品,医療などさまざまな分野での産業利用が期待されている。北海道沿岸に生息するナガガジの体内では多数のアイソフォームが発現しており、これらはSP型及びQAE型に分類される。われわれは、活性が低いSP型のnfeAFP6と活性が高いQAE型のnfeAFP8の間で、アミノ酸配列が異なる部分に着目し、キメラ体4種類と部位特異的変異体14種類を大腸菌発現系により調製して、氷結晶成長抑制活性を比較した。その結果、nfeAFP6の分子表面に存在するAla19一か所のみをValに置換したnfeAFP6 A19V変異体がQAE型と同様の高い氷結晶成長抑制作用を持つことを見いだした。さらに氷結晶の成長抑制活性と分子構造の安定性の相関を検討するために、各変異体の構造安定性を円偏光二色性の温度依存性から比較した。その結果、nfeAFP6 A19V変異体の構造安定性は、野生型よりも低く、その他の変異体に関して活性の強さと構造安定性に相関は見られなかった。よって、変異型AFPの不凍活性変化は、その安定性の変化に由来するのではなく、変異部位の導入によって、水和構造を変化させたからであると考えられる。
