2018 Fiscal Year Annual Research Report
Plastic deforamation behaviours in dislocation free protein crystals
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16K06708
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| Research Institution | Yokohama Soei University |
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Principal Investigator |
小島 謙一 横浜創英大学, こども教育学部, 教授 (90046095)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小泉 晴比古 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任講師 (10451626)
若生 啓 横浜創英大学, こども教育学部, 講師 (40515839)
橘 勝 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (80236546)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 放射光Ｘ線トポグラフ / 結晶の強度 / 転位 / タンパク質結晶 / 結晶の完全性 / 無転位結晶 / Ｘ線動力学効果 / ビッカース硬さ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度に実施した研究実績は以下のとおりである。
①無転位グリコースイソメラーゼ結晶(以下GI結晶）の育成と導入された転位の挙動と転位の特性を放射光Ｘ線トポグラフによって行った。その結果、無転位結晶表面に針によってパルス的に加えられた応力によって導入された転位は、その加えられた応力の方向のみに導入された。すなわち、パンチアウト転位の導入ともう一つは針によって加えられた強い応力集中による、表面近傍での転位源から発生したすべり転位である。パンチアウト転位のバーガースベクトルは決定できなかったが、すべり転位は放射光Ｘ線トポグラフから特定できた。
②完全性の高いタンパク質結晶の鶏卵白リゾチウム結晶（以下HEWL結晶)の育成とその強度をビッカース微少硬度計によって測定した。HEWL結晶は多形を持ち、正方晶、斜方晶、単斜晶、三方晶に結晶化する。今年度は斜方晶HEWLのビッカース硬さについてその湿度依存性を測定し、硬さが湿度に強く依存することを観測した。正方晶、単斜晶、三斜晶の結果と比較したところ、タンパク質結晶の硬さの基本的挙動として、湿度が低くなるにつれ硬さ（強度）が増加することが判明した。すなわち、タンパク質の強度は、微視的には結晶中のいわゆるmobile water（結晶中を動ける結晶水）の量に強く依存することが判明した。
③高強度タンパク質結晶を実現するために、正方晶鶏卵白リゾチウム結晶（HEWL結晶)をゲル中で育成し、その強度を圧縮試験により測定した。その結果、標準的な結晶成長で育成した結晶に比べ、延性が増加することが分かった。この現象は脆いと言われているタンパク質結晶の実用化のためには重要な知見である。
以上が本年度の成果であり、結果の一部はすでに論文としている。
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