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論文

Evaluation of the system free energy in FG-HAZ of Mod.9Cr-1Mo steel for nuclear power plants

岩田 満直*; 杉山 雄一*; 村田 純教*; 高屋 茂

Defect and Diffusion Forum, 326-328, p.578 - 582, 2012/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01

耐熱鋼の微細組織は原子拡散により変化し、その結果、機械特性が変化する。微細組織の変化は、組織自由エネルギーにより定量化できることが知られており、材料の材質劣化を調べるうえで、組織自由エネルギーの評価が効果的である。本研究では、改良9Cr-1Mo鋼の細粒HAZ部について、クリープ損傷による組織自由エネルギーの変化を評価した。その結果、試験時間とともに、組織自由エネルギーが低下し、その低下率は応力負荷により大きくなることを明らかにした。さらに、組織自由エネルギーの低下挙動を近似式で表し、任意の応力での組織自由エネルギーを予測できるようにした。

論文

Spins and parities of astrophysically important $$^{30}$$S states from $$^{28}$$Si($$^{3}$$He, $$n$$$$gamma$$)$$^{30}$$S

Setoodehnia, K.*; Chen, A. A.*; 小松原 哲郎*; 久保野 茂*; Binh, D. N.*; Carpino, J. F.*; Chen, J.*; 橋本 尚志*; 早川 岳人; 石橋 陽子*; et al.

Physical Review C, 83(1), p.018803_1 - 018803_4, 2011/01

 被引用回数:12 パーセンタイル:64.3(Physics, Nuclear)

$$^{30}$$Sの陽子が非束縛な状態は、古典的な新星爆発やI型X線バーストにおける水素爆発の温度での$$^{29}$$P($$p$$, $$gamma$$)$$^{30}$$S熱核反応率を強く影響する。特に、スピンとパリティが3$$^{+}$$と2$$^{+}$$の同定されている4.7から4.8MeVの励起エネルギーに存在する未観測の2つの状態が反応率に強く影響すると予言されている。最近の実験では、2つの候補の状態が4.699MeVと4.814MeVに観測されたが、実験的にはスピンとパリティの情報が得られていない。われわれは$$^{28}$$Si($$^{3}$$He, $$n$$$$gamma$$)$$^{30}$$S反応を用いて、$$^{30}$$Sのインビーム$$gamma$$線核分光を行った。スピンとパリティはよく知られているミラー核の状態との比較から同定した。

論文

Growth of large protein crystals by a large-scale hanging-drop method

垣之内 啓介*; 中村 努*; 玉田 太郎; 安達 宏昭*; 杉山 成*; 丸山 美帆子*; 高橋 義典*; 高野 和文*; 村上 聡*; 井上 豪*; et al.

Journal of Applied Crystallography, 43(4), p.937 - 939, 2010/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:50.4(Chemistry, Multidisciplinary)

本論文は蛋白質の大型結晶成長法について報告である。カットしたピペットチップを用いてハンギング蒸気拡散法による結晶化のための大容量ドロップ(最大で200$$mu$$l)を作製する。結晶は蒸気-液体界面において成長する。成長した結晶は液-液接触により、マクロシーディングを繰り返し実施することや、キャピラリーへのマウントが可能となる。この大容量ハンギングドロップ蒸気拡散法を用いて、古細菌${it Aeropyrum pernix}$ K1由来の抗酸化蛋白質(ApTPx)とニワトリ卵白リゾチームの大型結晶を効率的に産生することが可能となった。この手法により得られたApTPxの大型結晶(6.2mm$$^{3}$$)を用いた中性子回折実験の結果、3.5${AA}$分解能を上回る回折点を確認できた。

論文

Crystal growth procedure of HIV-1 protease-inhibitor KNI-272 complex for neutron structural analysis at 1.9 ${AA}$ 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:73.7(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。

論文

Structure of HIV-1 protease in complex with potent inhibitor KNI-272 determined by high-resolution X-ray and neutron crystallography

安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生; 木村 要*; 松村 浩由*; et al.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106(12), p.4641 - 4646, 2009/03

 被引用回数:100 パーセンタイル:91.04(Multidisciplinary Sciences)

本研究では、プロテアーゼとその医薬品候補分子との分子間相互作用を原子レベルで解明することを目的として、阻害剤との複合体の中性子結晶構造解析を実施した。タンパク質の中性子結晶構造解析を行うには、高品質な大型結晶作成のために大量のタンパク質試料が必要となる。本研究では、コドン配列を最適化した人工遺伝子を合成することで効率的な大腸菌発現系を構築し、プロテアーゼの大量調製系を確立した。そして逆相クロマトグラフィーを用いることで自己分解物を完全に除去した純度の高い試料を調製して結晶化を行った。得られた結晶を用いてJRR-3に設置しているBIX-4にて中性子回折データを収集した結果、1.9${AA}$の回折データを得ることができた。プログラムPHENIXにより中性子とX線の同時精密化を実施し、世界で初めてHIV-1プロテアーゼの中性子結晶構造解析に成功した。重水素原子の存在と位置を確認するためにオミットマップを作成したところ、顕著な2つのピークを得た。プロトン化された触媒残基及び阻害剤のヒドロキシル基の構造を水素原子を含めて実験で初めて明らかにすることができた。

論文

Crystallization and preliminary neutron diffraction studies of HIV-1 protease cocrystallized with inhibitor KNI-272

松村 浩由*; 安達 基泰; 杉山 成*; 岡田 詩乃*; 山上 恵*; 玉田 太郎; 日高 興士*; 林 良雄*; 木村 徹*; 木曽 良明*; et al.

Acta Crystallographica Section F, 64(11), p.1003 - 1006, 2008/11

 被引用回数:16 パーセンタイル:78.13(Biochemical Research Methods)

本論文では、HIV-1プロテアーゼと薬剤候補分子であるKNI-272との複合体の結晶化と予備的中性子結晶構造解析について報告する。この中性子回折研究の目的は、水素原子の構造情報を得ることと活性中心の2つのアミノ酸残基の解離状態を決定することである。結晶化は、2液法を除冷法を組合せて、さらにマクロシーディングを繰り返し、1.4mm$$^{3}$$のサイズの結晶を得た。中性子回折データは、原子力機構のJRR-3に設置してあるBIX-4を用いて室温にて行った。回折データの分解能2.3${AA}$、空間群はP2(1)2(1)2、格子定数は、a=59.5, b=87.4, c=46.8${AA}$であった。

口頭

Neutron crystal structure analysis of HIV-1 protease complexed with KNI-272

安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生; 松村 浩由*; 杉山 成*; et al.

no journal, , 

HIV-1プロテアーゼの阻害薬は、HIV-1プロテアーゼの構造をもとに作製され、抗エイズ薬の一つとして多剤併用療法の原動力となっている。しかし、薬剤耐性ウイルスの出現のために、より効果的な薬の開発が望まれている。本研究では、HIV-1プロテアーゼと阻害剤の相互作用及び触媒機構の理解をさらに深めるために、阻害剤KNI-272とHIV-1プロテアーゼとの中性子構造解析を実施した。その結果、KNI-272のApnsのカルボニルグループが、プロトン化されたAsp25と水素結合を形成すること、Apnsのヒドロキシルキがプロトン化されていないAsp25と水素結合を形成することが示された。それらの結果は、触媒反応においてAsp25が基質にプロトンを供与し、Asp125は加水分解に使われる水分子を活性化していることを示している。

口頭

HIV-1プロテアーゼの中性子結晶構造解析

安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生; 松村 浩由*; 杉山 成*; et al.

no journal, , 

本研究では、HIV-1プロテアーゼとその阻害剤分子との分子間相互作用を原子レベルで解明することを目的として、阻害剤KNI-272との複合体の中性子結晶構造解析を実施した。HIV-1プロテアーゼ遺伝子のコドン配列を大腸菌発現に最適化した人工遺伝子を合成し、大量発現系を確立した。精製には、陽イオン交換及び逆相クロマトグラフィーを用い、自己分解物を除去した純度の高い試料を調製した。結晶化は、2液バッチ法により行い、体積3.6mm$$^{3}$$の大型結晶を作製することに成功した。得られた結晶からJAEAのJRR-3に設置している回折計BIX-4にて1.9${AA}$分解能の中性子回折データを収集した。さらに1.4${AA}$分解能のX線回折データも収集し、プログラムPHENIXにより中性子とX線の両方の回折データを用いて立体構造を精密化した。中性子のデータに対しR値19.3% (freeR値22.2%)、X線のデータに対しR値17.3%(freeR値20.3%)まで構造を精密化した。その結果、2つの触媒残基(Asp25及びAsp125)のプロトン化状態と水素原子を含めた立体構造を実験的に明らかにすることができた。

口頭

改良9Cr鋼の模擬溶接熱処理材における組織自由エネルギー

杉山 雄一*; 岩田 満直*; 村田 純教*; 高屋 茂

no journal, , 

高速増殖炉用構造材料では、信頼性の高い寿命評価により、溶接部を含めてその健全性を保証することが大変重要な課題となっている。本研究では、改良9Cr鋼の溶接模擬熱処理材を用いて、クリープ損傷の進行に伴う組織変化を組織自由エネルギーに基づいて定量的に評価した。応力負荷による歪エネルギーの変化を緩和時間を導入して回帰し、組織回復に及ぼす応力の効果を、緩和時間の大小として定量的に表せるようにした。

口頭

原子力用改良9Cr-1Mo鋼の溶接HAZ部の組織自由エネルギー評価

杉山 雄一*; 岩田 満直*; 村田 純教*; 高屋 茂

no journal, , 

改良9Cr-1Mo鋼に関して、溶接模擬熱処理材を用いて、クリープ損傷の進行に伴う細粒HAZ部の組織自由エネルギーを評価した結果、組織自由エネルギーはクリープ進行とともに減少し、その変化は応力によって加速されることを示した。これは応力が組織回復を促進することを示しており、このエネルギー変化を応力の関数として表すことにより、任意の応力,時間における細粒HAZ部の組織自由エネルギーを予測することができた。さらに、破断時のエネルギー状態と負荷応力の関係を調べることで、ある組織自由エネルギー状態でその組織が耐え得る応力値を定めた。これにより材料組織と強度との関係を、組織自由エネルギー値を用いて定量的に関連付けることができ、長時間側のクリープ強度を予測できる可能性が示唆された。

口頭

放射光と中性子を相補的に用いたヒト免疫不全ウイルスプロテアーゼ-阻害剤の立体構造解析

安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎*; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生*; 松村 浩由*; 杉山 成*; et al.

no journal, , 

本研究では、HIV-1プロテアーゼとその医薬品候補分子との分子間相互作用を原子レベルで解明することを目的として、阻害剤KNI-272との複合体の結晶構造解析をX線及び中性子の両方の量子ビームを用いて実施した。最終的に中性子のデータに対しR値19.3%(freeR値22.2%)、X線のデータに対しR値17.3%(freeR値20.3%)まで構造を精密化し、HIV-1プロテアーゼの中性子結晶構造解析に成功した。さらに、SPring-8のBL41XUにおいて、クライオ条件(100K)で分解能0.93${AA}$の回折データを取得し、プログラムSHELX-97により構造をR値10.4%(freeR値12.4%)にまで精密化した。そして、触媒残基のカルボキシル基の炭素原子と酸素原子の間の結合長を求めた結果、触媒残基の2つのアスパラギン酸(Asp25とAsp125)のうちAsp25のみがプロトン化されていることが示唆され、中性子構造解析の結果と一致した。これらの知見は、HIV-1プロテアーゼの触媒機構の解明及びより親和性の高い医薬品候補分子の創製において重要である。

口頭

高速炉用9Crフェライト系耐熱鋼における溶接HAZ部の組織解析

岩田 満直*; 杉山 雄一*; 村田 純教*; 高屋 茂

no journal, , 

組織自由エネルギーを用いて金属材料の微細組織の状態を表せることから、損傷評価のために組織自由エネルギーを評価することは有効である。本研究では、クリープによる9Crフェライト系耐熱鋼の細粒HAZ部での組織自由エネルギーの時間変化を、抽出残差分析やX線回折,走査型電子顕微鏡観察等の実験結果に基づき評価した。組織自由エネルギーの変化は、負荷応力に依存する係数を用いて定量的に評価した。その結果、負荷応力が、組織自由エネルギーに基づき定まる限界応力を越えた場合に破断に至ることが示された。組織自由エネルギーと限界応力の関係は、長時間の破断時間の予測に利用できると考えられる。

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