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2012 Fiscal Year Annual Research Report

生体機能分子を固定したソフト界面の表面力測定

Planned Research

Project AreaMolecular Soft-Interface Science
Project/Area Number 20106005
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

栗原 和枝  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (50252250)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水上 雅史  東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (60333902)
粕谷 素洋  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (00582040)
Project Period (FY) 2008-04-01 – 2013-03-31
Keywords表面・界面物性 / ナノバイオ / ナノ材料 / 分子認識 / 高分子ブラシ
Outline of Annual Research Achievements

2つの表面間の相互作用の距離依存性を直接評価できる表面力測定を中心手段とし、分子認識など、固-液界面における分子膜の特性を明らかにし、ソフト界面の分子科学に寄与することを目的とし、さらに生体分子間の相互作用、医用材料表面の評価を可能とする方法論の開発を目指して研究を行った。
平成24年度は、相互作用をアミノ酸単位で議論できれば、今後のプロテオーム研究に有用な知見を与えると考えて、ニワトリ卵白リゾチームおよび変異体(wild type,K97A,K97M)とその抗体HyHEL 10 scFv間の相互作用を直接測定し、1アミノ酸変異による相互作用への影響を評価した。接近過程において、wild type - HyHEL10scFv間でのみ特異的相互作用に起因する引力が観察された。また、引き離し過程においては、各々のタンパク質間で接着力が観察され、その大きさはwild type >> K97M > K97Aであった。これよりHyHEL10scFvとの結合エネルギーは、wild type >> K97Mとなったが、既報の表面プラズモン共鳴分光による評価ではほとんど差が見られていない。よって、表面力測定ではSPRよりも1アミノ酸の違いを明確に検出できることがわかった。また、枯草菌の胞子形成でのシグナル伝達系で働くと考えられているKinAとSpo0F間の特異的相互作用を評価し、ATP存在下で引力、接着力増大を観測した。
また、疎水性相互作用、生体分子間の特異的相互作用、生体における優れた潤滑などのソフト界面において重要な役割を担っている界面水について、表面力測定と和周波発生振動分光法による評価を行い、シクロヘキサン中のシリカ表面に吸着した水が、水の飽和濃度以下では水素結合によりつながって厚み約50 nmにも及ぶ規則構造を形成すると考えられる結果を得た。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (34 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (26 results) (of which Invited: 11 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Sutructural Change in Smectic Liquid Crystal Nano-Film under Molecular-Scale Confinement Measured by Synchrotron X-ray Diffraction2013

    • Author(s)
      S. Nakano, M. Mizukami, N. Ohta, N. Yagi, I. Hatta, K. Kurihara
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 52 Pages: 035002-1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.035002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structuring of Interfacial Water on Silica Surface in Cyclohexane Studied by Surface Forces Measurement and Sum Frequency Generation Vibrational Spectroscopy^12012

    • Author(s)
      M. Mizukami, A. Kobayashi, K. Kurihara
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 28 Pages: 14284-14290

    • DOI

      DOI:10.1021/la303003u

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of pH of Water between Solid Surfaces Using Surface Forces Apparatus Fluorescence Spectroscopy2012

    • Author(s)
      Y. Saito, M. Kasuya, K. Kurihara
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 41 Pages: 1282-1284

    • DOI

      DOI: 10.1246/cl.2012.1282

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 表面力測定2012

    • Author(s)
      梶原剛史, 粕谷素洋, 栗原和枝
    • Journal Title

      ぶんせき

      Volume: 2012 Pages: 3665-370

  • [Journal Article] 共振ずり測定法によるナノレオロジー・ナノトライボロジー評価2012

    • Author(s)
      水上雅史, 栗原和枝
    • Journal Title

      科学と工業

      Volume: 86 Pages: 1-7

  • [Presentation] Confined Liquids Studied by Surface Forces Measurement and Shear Resonance Measurement2013

    • Author(s)
      K. Kurihara
    • Organizer
      JSPS Core-to-Core Program and Specially Promoted Research Joint Symposium, Micro and Extended-Nano Space Chemistry and Perspective of Next-Generation Analytical Devices
    • Place of Presentation
      The Univ. of Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2013-03-26 – 2013-03-27
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation of Local Viscosity of Confined Liquid Film Using the Surface Forces Apparatus Fluorescence Spectroscopy2013

    • Author(s)
      M. Kasuya, D. Fukushi, H. Sakuma, K. Kurihara
    • Organizer
      JSPS Core-to-Core Program and Specially Promoted Research Joint Symposium, Micro and Extended-Nano Space Chemistry and Perspective of Next-Generation Analytical Devices,
    • Place of Presentation
      The Univ. of Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2013-03-26 – 2013-03-27
  • [Presentation] Multilayer Assemblies of Gold Nanoparticles Prepared Using Surface Molecular Macroclusters2013

    • Author(s)
      T. Kajiwara, T. Shinzawa, M. Mizukami, K. Kurihara
    • Organizer
      JSPS Core-to-Core Program and Specially Promoted Research Joint Symposium, Micro and Extended-Nano Space Chemistry and Perspective of Next-Generation Analytical Devices,
    • Place of Presentation
      The Univ. of Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2013-03-26 – 2013-03-27
  • [Presentation] 共振ずり測定に基づく液体ナノ薄膜のトライボロジー特性の解析法2013

    • Author(s)
      水上雅史, 栗原和枝
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会(2013)
    • Place of Presentation
      立命館大学
    • Year and Date
      2013-03-22 – 2013-03-25
  • [Presentation] ネマチック液晶の電場配向に与えるナノ空間への閉じ込めの影響2013

    • Author(s)
      中野真也, 水上雅史, 太田昇, 八木直人, 八田一郎, 栗原和枝
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会(2013)
    • Place of Presentation
      立命館大学
    • Year and Date
      2013-03-22 – 2013-03-25
  • [Presentation] 表面力測定で観る界面ナノ領域の溶液構造2013

    • Author(s)
      栗原和枝
    • Organizer
      日本学術振興会 水の先進理工学第183委員会 第15回研究会「表面・界面・ナノ領域の水の構造・物性とその応用」
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2013-03-11 – 2013-03-11
    • Invited
  • [Presentation] SPring-8 における閉じ込め液体のX線回折2013

    • Author(s)
      栗原和枝
    • Organizer
      第2回東北大学 光・量子ビーム科学連携ワークショップ 量子ビームを用いた物質・生命科学の新展開(II) -東北大学と大型施設の連携と異分野融合-
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2013-01-07 – 2013-01-08
    • Invited
  • [Presentation] 抗原-抗体間における特異的相互作用の直接評価2012

    • Author(s)
      高屋慎,鈴木武博,石島美弥,津本浩平,栗原和枝
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20120529-31
  • [Presentation] 「さきがけ」研究から始まった表面力測定、その展開2012

    • Author(s)
      栗原和枝
    • Organizer
      さきがけ「ナノシステムと機能創発」第2期生 研究成果報告会
    • Place of Presentation
      サイエンスプラザ, 東京
    • Year and Date
      2012-12-18 – 2012-12-18
    • Invited
  • [Presentation] 表面・界面科学ナノ・メゾ視点からの摩擦・潤滑現象とマクロな工業的応用を考える多階層的検討2012

    • Author(s)
      栗原和枝
    • Organizer
      「産業応用をめざした新物質機能の設計と実証」に関する研究開発専門委員会(JSPS)
    • Place of Presentation
      吹田
    • Year and Date
      2012-12-15 – 2012-12-15
    • Invited
  • [Presentation] Overview of "Interfacial Fundamentals" research area2012

    • Author(s)
      K. Kurihara
    • Organizer
      Emerging Leadership Workshop, Australia-Japan Colloid Materials Partnership
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2012-12-02 – 2012-12-04
    • Invited
  • [Presentation] 表面力測定と界面選択分光法による固-液界面での液体吸着構造評価2012

    • Author(s)
      水上雅史
    • Organizer
      日本学術振興会 ナノプローブテクノロジー第167委員会, 第68回研究会
    • Place of Presentation
      福島
    • Year and Date
      2012-10-18 – 2012-10-19
    • Invited
  • [Presentation] 界面分子マクロクラスターを用いた微粒子集積法の開発2012

    • Author(s)
      梶原剛史, 新沢達朗, 水上雅史, 栗原和枝
    • Organizer
      第2回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2012-10-14 – 2012-10-17
  • [Presentation] Characterization of Confined Liquids by Surface Forces Measurement2012

    • Author(s)
      K. Kurihara
    • Organizer
      IUMRS-ICEM 2012 (MRS-J)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2012-09-23 – 2012-09-28
    • Invited
  • [Presentation] 表面力測定によるシグナル伝達タンパク質間相互作用の研究2012

    • Author(s)
      藤原瞳, 梅村太三,藤田昌也,栗原和枝
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2012-09-22 – 2012-09-24
  • [Presentation] 表面力装置による金属-高分子接着の評価2012

    • Author(s)
      水上雅史, 杉原理, 山辺秀敏, 安東勲雄, 黒川幸子, 栗原和枝
    • Organizer
      2012年色材研究発表会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2012-09-20 – 2012-09-21
    • Invited
  • [Presentation] ネマチック液晶分子の電場配向への閉じ込め効果2012

    • Author(s)
      中野真也, 水上雅史, 太田昇, 八木 直人, 八田一郎, 栗原和枝
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2012-09-19 – 2012-09-21
  • [Presentation] シリカ表面間に閉じ込められた水の共振ずり測定による特性評価2012

    • Author(s)
      粕谷素洋, 日野正也, 山田飛将, 水上雅史, 森広行, 梶田晴司, 大森俊英, 鈴木厚, 栗原和枝
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2012-09-19 – 2012-09-21
  • [Presentation] 表面力測定による境界潤滑評価2012

    • Author(s)
      栗原和枝
    • Organizer
      トライボロジー会議2012秋
    • Place of Presentation
      室蘭工業大学
    • Year and Date
      2012-08-16 – 2012-08-18
    • Invited
  • [Presentation] 抗原―抗体間における特異的相互作用の直接評価2012

    • Author(s)
      栗原和枝,高谷慎,石島美弥,鈴木武博,津本浩平
    • Organizer
      ソフトインターフェースの分子科学 第8回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      米沢
    • Year and Date
      2012-07-26 – 2012-07-27
  • [Presentation] 共振ずり測定より見るトライボロジー現象2012

    • Author(s)
      栗原和枝
    • Organizer
      ISSPワークショップ「表面・界面における輸送と変換」
    • Place of Presentation
      東大物性研
    • Year and Date
      2012-07-14 – 2012-07-14
    • Invited
  • [Presentation] 共振法による限定ナノ空間中の液体の特性評価:モデル解析の高度化2012

    • Author(s)
      水上雅史, 栗原和枝
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2012-05-29 – 2012-05-31
  • [Presentation] Surface Forces Apparatus for Nontransparent Samples: Twin-path SFA2012

    • Author(s)
      K. Kurihara
    • Organizer
      14th International Association of Colloid and Interface Scientists Conference
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2012-05-13 – 2012-05-18
  • [Presentation] Interfacial Water Structured on Silica Surfaces in Cyclohexane through Hydrogen-Bonding Studied by Surface Forces Measurement2012

    • Author(s)
      M. Mizukami, A. Kobayashi, K. Kurihara
    • Organizer
      14th International Association of Colloid and Interface Scientists Conference
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2012-05-13 – 2012-05-18
  • [Presentation] Characterization of Water Confined between Silica Surfaces Using Resonance Shear Measurement2012

    • Author(s)
      M. Kasuya, M. Hino, H. Yamada, M. Mizukami, H. Mori, S. Kajita, T. Ohmori, A. Suzuki, K. Kurihara
    • Organizer
      14th International Association of Colloid and Interface Scientists Conference
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2012-05-13 – 2012-05-18
  • [Presentation] Multilayer Assemblies of Gold Nanoparticles Prepared Using Surface Molecular Macroclusters2012

    • Author(s)
      T. Kajiwara,T. Shinzawa, M. Mizukami, K. Kurihara
    • Organizer
      14th International Association of Colloid and Interface Scientists Conference
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2012-05-13 – 2012-05-18
  • [Book] 表面力測定による生体分子の相互作用の研究「先端バイオマテリアルハンドブック」 4編2章11節13章2012

    • Author(s)
      栗原和枝
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
  • [Book] “表面力装置による金属-高分子接着の評価” 「接着・粘着分析」, 23節,2012

    • Author(s)
      水上雅史
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      技術情報協会
  • [Remarks] 東北大学多元物質科学研究所栗原研究室

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kurihara/index.html

URL: 

Published: 2018-02-02  

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