| 研究課題/領域番号 |
16K05014
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
量子ビーム科学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
茶竹 俊行 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (30383475)
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| 研究分担者 |
藤原 悟 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (10354888)
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| 研究協力者 |
田中 伊智朗
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 中性子 / 水素 / 水和 / 結晶学 / 生体分子 / D/Hコントラスト / D/Hコントラスト法 / 水和構造 |
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| 研究成果の概要 |
中性子結晶解析は水素と水素イオンの検出力に優れており、生体分子の水素水和研究にとって重要な実験法である。中性子線の重水素と軽水素に対する散乱長の違いを利用した重水素/軽水素(D/H)コントラスト法は、中性子結晶解析の性能を飛躍的に向上させることが期待されている。
本研究では、我々が独自に開発した、D/Hコントラストを実空間差分から計算するアルゴリズムを実用化するために、プログラムの開発と最新のTOF型中性子回折計を用いた中性子実験を進めた。前者では、GUIを実装したプログラムの作成と試験に成功した。後者では中性子実験用の巨大結晶の作成に成功し、良好な中性子回折像を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回作成したD/Hコントラスト法のプログラムは、中性子結晶解析の利点である水素原子と水素イオンの検出力を飛躍的に向上させることが期待される。これを利用すれば以下の利点がもたらされる。(1)生体分子内の化学反応に関係する官能基のpKaを高精度で決めることができ、生体分子の反応機構の詳細が明らかになる。(2)他の実験法では難しい水和水の詳細な立体構造が決定できる。(3)通常の解析では解析が困難な生体分子でも、コントラストによる検知力の向上により、解析が実現できる。これにより、詳細な構造情報に基づいた酵素や薬剤の分子設計が実現されれば、農学、医学、薬学など大きな波及効果が期待される。
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