Elucidation of plasticity and brittleness of protein crystals based on dislocation theory

• Project/Area Number: 23K26000
• Project/Area Number (Other): 23H01305 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 鈴木 凌 横浜市立大学, 理学部, 助教 (70846708)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: タンパク質結晶 / 結晶工学 / 材料力学 / 転位 / 強度 / 力学的性質 / 格子欠陥 / X線トポグラフィ / 塑性と脆性

Outline of Research at the Start

タンパク質結晶は一般的な材料にはない「結晶水を他の物質と置換できる」という類稀な特徴を有していることから、次世代の結晶性生体材料として注目されている。しかし、「もろく壊れやすい」という弱点のため実用化には至っていない。実用化には材料の強度を理解し、制御する必要がある。一方、その材料強度や変形を支配する転位の運動特性など、力学的な性質に関する知見が乏しい。本研究では、無転位タンパク質結晶をモデルタンパク質結晶と位置づけ、転位論に基づいた力学的性質の解明を行う。タンパク質結晶の強度支配因子の定量化による結晶強化法の創出を目指す。