2013 Fiscal Year Annual Research Report
Ｘ線自由電子レーザーを用いた非結晶サブミクロン粒子のナノメートル分解能構造解析
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24654140
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
中迫 雅由 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30227764)
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| Keywords | コヒーレントＸ線回折イメージング / Ｘ線自由電子レーザー / 位相問題 / 三次元再構成 / 非結晶粒子 / 立体構造解析 |
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| Research Abstract |
本研究は、Ｘ線自由電子レーザーを用いたコヒーレントＸ線回折イメージング法により、分子量百万～数百万の巨大分子集合体や材料粒子についてのナノメートル分解能での立体構造解析方法を確立することを目的とする。現在利用可能なＸ線自由電子レーザー実機、集光光学系、CCD検出器などの性能とＸ線散乱での電子の散乱断面積の両者を考慮しながら、試料形態とＸ線照射野への導入方法を考案し、その実行可能性をシミュレーションによって確認し、将来の高分解能構造解析に向けた回折理論を検討してきた。
昨年度はribosomeについて回折実験を行った、十分な強度の回折パターンを得ることが困難であった。このようなSACLAの現在の実効的な強度を鑑み、ナノロッドと金コロイド粒子の混合散布試料を作成し、SACLAにて実験を行い、提案した方法による三次元再構成の可能性を示すデータの取得を試みた。現在、ナノロッドが凝集し易かったため、より均質な分布を実現可能な試料散布方法の開発の必要性が明らかとなり、様々な散布方法を検討する機会を得た。
また、これまで利用してきた反復的位相回復法による電子密度回復については、四種類の実空間拘束条件を適用できるようにプログラムを改良し、ノイズを含む実験データへの対応を確実なものとしている。これまで、当該分野で用いられてきた回復された電子密度の正確性を確かめる方法については、物理学的考察に裏打ちされたものが無かった。本研究では、この点を改善するため、構造解析に関して理論的な考察を進めた結果、タンパク質のＸ線結晶構造解析で利用されてきたfigure of meritやＸ線小角散乱における原点散乱強度による正解判定が有効であるという感触が得られ、その定式化や解析プログラムに実装した。また、多変量解析によって、それらの判定方法の有効性を考察した。
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[Journal Article] KOTOBUKI-1 apparatus for cryogenic coherent X-ray diffraction imaging2013
Author(s)
M. Nakasako, Y. Takayama, T. Oroguchi, Y. Sekiguchi, A. Kobayashi, K. Shirahama, M. Yamamoto*, T. Hikima, K. Yonekura, S. Maki-Yonekura, Y. Kohmura, Y. Inubushi, Y. Takahashi*, A. Suzuki, S. Matsunaga, Y. Inui, K. Tono, T. Kameshima, Y. Joti, and T. Hoshi
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Journal Title
Review of Scientific Instruments
Volume: 84
Pages: 093705-16
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Cryogenic CXDI experiments for non-crystalline particles using KOTOBUKI-1 apparatus at SACLA: the present status and future plan
Author(s)
M. Nakasako, Y. Takayama, T. Oroguchi, Y. Sekiguchi, A. Kobayashi, K. Shirahama, M. Yamamoto, T. Hikima, K. Yonekura, S. Maki-Yonekura, Y. Kohmura, Y. Inubushi, Y. Takahashi, A. Suzuki, S. Matsunaga, Y. Inui, Y. Ichikawa, H. Kurumizaka, K. Tono, T. Kameshima, Y. Joti, T. Hoshi
Organizer
6-th Workshop on FEL Science
Place of Presentation
Tainan, Taiwan
Invited
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[Presentation] Coherent X-ray diffraction imaging of non-crystalline particles with sub-micrometer dimensions
Author(s)
M. Nakasako, Y. Takayama, T. Oroguchi, Y. Sekiguchi, A. Kobayashi, K. Shirahama, M. Yamamoto, T. Hikima, K. Yonekura, S. Maki-Yonekura, Y. Kohmura, Y. Inubushi, Y. Takahashi, A. Suzuki, S. Matsunaga, Y. Inui, Y. Ichikawa, H. Kurumizaka, K. Tono, T. Kameshima, Y. Joti, T. Hoshi
Organizer
Modeling biomolecular systems in cellular environment
Place of Presentation
kyoto, Japan
Invited
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[Presentation] KOTOBUKI-1 apparatus for cryogenic coherent X-ray diffraction imaging at SPring-8 and SACLA
Author(s)
M. Nakasako, Y. Takayama, T. Oroguchi, Y. Sekiguchi, A. Kobayashi, K. Shirahama, M. Yamamoto, T. Hikima, K. Yonekura, S. Maki-Yonekura, Y. Kohmura, Y. Inubushi, Y. Takahashi, A. Suzuki, S. Matsunaga, Y. Inui, K. Tono, T. Kameshima, Y. Joti, T. Hoshi
Organizer
The 7-th Asia Oceania Forum for Synchrotron Radiation Research
Place of Presentation
Himeji, Japan
Invited
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[Presentation] Humidity-controlled preparation of frozen-hydtrated biological samples for cryogenic coherent X-ray diffraction imaging using XFEL
Author(s)
高山裕貴, 中迫雅由, 苙口友隆, 関口優希, 小林周, 山本雅貴, 米倉功治, 引間孝明, 眞木さおり,高橋幸生, 鈴木明大, 松永幸大, 乾弥生, 加藤翔一, 星 貴彦
Organizer
第５１回日本生物物理学会年会
Place of Presentation
京都
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