Volume 22, No.2
May issue 2017
1. 最近の研究から／FROM LATEST RESEARCH
京都大学原子炉実験所 Kyoto University Research Reactor Institute
- Abstract
- パルス放射光を用い原子核を励起することによって得られるガンマ線を利用した時間領域干渉計によって、原子・分子スケールにおけるナノ秒～マイクロ秒の電子密度の緩和が測定可能な準弾性散乱実験を行うことができる。励起された原子核から時間的に遅れて放射されるガンマ線をプローブ、リファレンス光として用いる本手法には、放射光のパルス間隔が比較的広いセベラルバンチモードの利用が必要になる。これまで、この時間スケールでの過冷却液体やソフトマターのミクロなダイナミクスの測定に関しては、中性子スピン・エコー法が唯一の手法であったが、本手法により放射光を用いた測定も可能となってきた。近年、この手法を用い、液体やガラス、結晶、ソフトマターなどの様々な物質に関して、これまで得られなかった時間空間領域でのミクロなダイナミクスが調べられ始めている。本稿では、ガンマ線を用いた準弾性散乱法の基礎的原理およびその応用例を紹介する。
住友ベークライト株式会社 研究開発本部 R&D Department, Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
- Abstract
- 我々は表面修飾されたシリカフィラー添加によるゴムの補強効果を利用して処方改善を行い、通常の5倍程度の引裂き強度を有するシリコーンゴムの開発に成功した。そこで、放射光を用いた延伸同時X線構造解析手法を用いて、シリコーンゴムの高引裂き強度の発現に影響を与える内包フィラーの凝集状態の延伸に伴う構造変化とその物性との相関について検討した。その結果、延伸同時USAXS測定から延伸に平行な方向において顕著なプロファイルの立ち上がりが観察された。さらに、延伸に伴う表面フラクタル次元を観察したところ、延伸に平行な方向のみ延伸に伴いフラクタル次元の増加が観察された。このことからマトリックスの延伸に伴い延伸に平行方向でシリコーンゴム内のシリカ凝集体の密度揺らぎが増加し、階層構造が変化していることが示唆された。その結果、更なる高機能素材開発に関する指針が得られ、各種製品でナノ構造制御技術に基づく劇的な物性改良（硬度、引裂き強度、延伸度の独立制御）に成功した。
[1]Department of Chemistry, University of California, [2]Research & Utilization Division, JASRI, [3]Department of Chemistry, University of Illinois, [4]Department of Chemistry, Technische Universität Berlin, [5]Max Plank Institute for Chemical Energy Conversion, [6]Department of Chemistry and Biochemistry, Utah State University
- Abstract
- Using 57Fe nuclear resonant vibrational spectroscopy (NRVS), we have characterized several important 57Fe-labeled proteins such as [FeFe] hydrogenase ([FeFe] H2ase), [NiFe] hydrogenase ([NiFe] H2ase), and nitrogenase (N2ase). Following the successful observation of the Ni-H-Fe wag mode in Desulfovibrio vulgaris Miyazaki F [NiFe] H2ase (DvMF for abbreviation), we extended these studies to other enzymes, such as Chlamydomonas reinhardtii [FeFe] H2ase (Cr-HydA1) and Desulfovibrio desulfuricans [FeFe] H2ase (Dd-HydAB). Fe-hydride and Fe-deuteride related bending modes in [FeFe] H2ases were observed and interpreted by density functional theory (DFT) calculations. We also observed the interaction between the amine group (NH) in the azadithiolate (ADT) bridge and the Fe-H/D structure by comparing the wild type Dd-HydAB result with that from a variant with an oxodithiolate (ODT) bridge. With the advancement we have made for studying H2ase, we have also better characterized the catalytic intermediates in N2ase, such as the E4 state.
[1]Department of Chemistry, Stanford University, [2]SLAC National Accelerator Laboratory, [3]Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
- Abstract
- Mononuclear and binuclear non-heme iron enzymes catalyze a broad range of reactions that are relevant in fields from health to bioremediation. In many classes, O2 intermediates have been trapped, and knowing the structure of these intermediates is essential to understanding reactivity. We have developed a combined NRVS/DFT methodology for structural definition of these important intermediates. We present an overview of our recent work at SPring-8 applying this NRVS/DFT methodology to mononuclear FeIV-oxo and FeIII-(hydro)peroxo intermediates, and to a binuclear FeIII-peroxy P' intermediate. This has allowed us to define the structures of these intermediates and has given new insight into their reactivities.
2. 研究会等報告／WORKSHOP AND COMMITTEE REPORT
（公財）高輝度光科学研究センター 利用研究促進部門 Research & Utilization Division, JASRI
（公財）高輝度光科学研究センター 利用研究促進部門 Research & Utilization Division, JASRI
3. SPring-8/SACLA通信／SPring-8/SACLA COMMUNICATIONS
SPring-8利用研究課題審査委員会 委員長／大阪大学 蛋白質研究所 Institute for Protein Research, Osaka University
SPring-8利用研究課題審査委員会 生命科学分科会主査／（国）理化学研究所 放射光科学総合研究センター RIKEN SPring-8 Center
SPring-8利用研究課題審査委員会 散乱回折分科会主査／関西学院大学 理工学部 School of Science and Technology, Kwansei Gakuin University
SPring-8利用研究課題審査委員会 XAFS・蛍光分析分科会主査／首都大学東京大学院 都市環境科学研究科 Graduate School of Urban Environmental Sciences, Tokyo Metropolitan University
SPring-8利用研究課題審査委員会 分光分科会主査／広島大学大学院 理学研究科 Graduate School of Science, Hiroshima University
SPring-8利用研究課題審査委員会 産業利用分科会主査／（公財）佐賀県地域産業支援センター 九州シンクロトロン光研究センター Saga Prefectural Regional Industry Support Center, Kyushu Synchrotron Light Research Center
SPring-8利用研究課題審査委員会 社会・文化利用分科会主査／（公財）特殊無機材料研究所 Advanced Institute of Materials Science
SPring-8利用研究課題審査委員会 長期利用分科会主査／高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 Institute of Materials Structure Science, High Energy Accelerator Research Organization
SACLA利用研究課題審査委員会 委員長／東京大学大学院 新領域創成科学研究科 Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo
