• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ピコ秒-メガ秒時間領域におけるたんばく質分子のダイナミクスと階層的溶媒和の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18031034
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東海大学

研究代表者

八木原 晋  東海大学, 理学部, 教授 (40191093)

研究分担者 喜多 理王  東海大学, 理学部, 講師 (90322700)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2007年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード水 / 誘電分光 / 高分子構造 / 高分子物性 / 生体分子 / たんぱく質 / フラクタル / ゆらぎ
研究概要

本研究では、ピコ秒からメガ秒に至る広い時間領域で発現する生体分子やモデル分子の階層的な動的構造を観測し、周囲の溶媒分子との相互作用で安定化される分子機構を考察した。次の5項目に関する知見が得られた。(1)生体分子周囲の自由水が生体分子をどう安定化しているのかを調べるため、ダイナミクスの平均的特性時間とゆらぎとの両方から解析する新たなフラクタル動的構造解析を行った。高分子や液晶,リポソーム,たんぱく質水溶液,皮膚,食品などに適用し、新たなキャラクタリゼーション手法としての可能性を示した。(2)分子鎖が結合水やイオンと共存する様子を観測するため、多糖類や合成高分子の水性ゲルを無極性溶媒のジオキサンで置換した。分子鎖ダイナミクスが立体障害の違いを反映する様子が観測された。(3)低温域での不凍水と生体分子の分子鎖の相互作用を調べた。たんぱく質や糖水溶液の低温域広帯域誘電分光から,ガラス転移を誘電緩和時間の温度依存性で定義でき、氷の形成する空間内で分子鎖が不凍水と相互作用してガラス転移を引き起こす描象を得た。(4)光散乱法により生体高分子の分子特性解析や階層的構造形成の動的挙動を調べた。希薄溶液で得られる1分子のサイズや形状の変化と多数の分子がつくる階層的な構造形成との関連に着目し系統的な結果が得られた。(5)生体の階層的ダイナミクスに立脚した解釈と物理的描像の構築を目指し,外場(温度勾配)を作用したときの分子間相互作用について、広帯域誘電分光(BDS)と光散乱の相補的観測を行った。分子の不可逆な拡散現象がセグメント-溶媒間の相互作用に依存する事を確認した。熱力学的非平衡系における生体高分子の構造形成や機能に関する新たな知見が得られた。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (26件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 誘電分光による水混合系の特徴付けとフラクタル構造表現における幾何学的特性2008

    • 著者名/発表者名
      松本 佳祐, 他
    • 雑誌名

      東海大学紀要 理学部 43

      ページ: 127-143

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric relaxation measurement and analysis of restricted water structure in rice kernels2007

    • 著者名/発表者名
      Shin, Yagihara, et. al.
    • 雑誌名

      Meas. Sci. Technol 18

      ページ: 983-990

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relaxation Processes of Water in the Liquid to Glassy States of Water Mixtures Studied by Broadband Dielectric Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      N., Shinyashika, et. al.
    • 雑誌名

      J. Physics: Condensed Matter 19

      ページ: 2051113-205122

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Water in Partially Crystallized Polymer/Water Mixtures Studied by Dielectric Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      N., Shinyashika, et. al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 111

      ページ: 10079-10087

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric Properties of Ethyleneglycol-1,4-Dioxane Mixtures Using TDR Method2007

    • 著者名/発表者名
      S., Sudo, et. al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 111

      ページ: 2993-2998

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric Relaxation and Dynamic Light Scattering Study of Liposome in the Aqueous Solution2007

    • 著者名/発表者名
      S.K., Kundu, et. al.
    • 雑誌名

      MRS Symposium Proceedings 1019E

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectrics study on restricted molecules of liquid crystal and liposome2007

    • 著者名/発表者名
      S., Okudaira, et. al.
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 32

      ページ: 823-626

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal concentration dependence of the Soret coefficient in aqueous systems2007

    • 著者名/発表者名
      S., Wiegand, et. al.
    • 雑誌名

      J. Non-Equilib. Thermodyn. 32

      ページ: 193-201

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] さまざまな時空領域におけるタンパク質と水のダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      八木原 晋, 他
    • 雑誌名

      生物物理 47

      ページ: 302-308

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relaxation Processes of Water in the Liquid to Glassy States of Water Mixtures Studied by Broadband Dielectric Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      N.Shinyashiki
    • 雑誌名

      J. Physics : Condensed Matter 19(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dielectric relaxation measurement and analysis of restricted water structure in rice kernels2007

    • 著者名/発表者名
      Shin Yagihara
    • 雑誌名

      Meas. Sci. Technol 18

      ページ: 983-990

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ludwig-Soret Effect of Poly(N-isopropylacrylamide) : Temperature Dependence Study in Monohydric Alcohols2007

    • 著者名/発表者名
      R.Kita
    • 雑誌名

      Macromolecules 40

      ページ: 1638-1642

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Luettmer-Strathmann, and S. Wiegand, "Thermal Diffusion Behavior of Nonionic Surfactants in Water2006

    • 著者名/発表者名
      H.Ning
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 110

      ページ: 10746-10756

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Diffusion of Dextran in Aqueous Solutions in the Absence and the Presence of Urea2006

    • 著者名/発表者名
      R.Sugaya
    • 雑誌名

      Biomacromolecules 7

      ページ: 435-440

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Water and chain dynamics in polymer network structure2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Umino
    • 雑誌名

      Trans. MRS-J. 31(3)

      ページ: 767-770

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Transport phenomena of aqueous solutions of pullulan and dextran driven by temperature gradient2008

    • 著者名/発表者名
      Y., Kishikawa, et. al.
    • 学会等名
      The 5th Open Workshop for Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of Complex Structure Formation of BSA and HEWL Studied by Light Scattering2008

    • 著者名/発表者名
      K., Kagam, et. al.
    • 学会等名
      The 5th Open Workshop for Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Observation of dynamics and fractal water/protein structures by dielectric spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      S., Yagihara, et. al.
    • 学会等名
      The 5th Open Workshop for Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ludwig-Soret Effect of Polymer Solutions and Gel-Particle Suspensions2007

    • 著者名/発表者名
      R., Kita
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-12-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 誘電分光法によるポリメタクリル酸メチル/3-オクタノンの臨界挙動2007

    • 著者名/発表者名
      田村 雅生, 他
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 誘電測定による PNIR 知辺溶液の分子ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      中野 慎也, 他
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] デキストランおよびプルラン水溶液のLudwig-soret効果と光散乱法による分子特性解析2007

    • 著者名/発表者名
      岸川 友貴, 他
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] PniPAM水溶液の熱物質拡散現象2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤 康弘, 他
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] フラクタル構造表現による高分子溶媒混合系の特徴付け2007

    • 著者名/発表者名
      松本 佳祐, 他
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 光散乱法によるウシ血清アルブミン水溶液のゲル化現象研究2007

    • 著者名/発表者名
      鏡健 太郎, 他
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 動的光散乱法による鶏卵白リゾチウムのアミロイド線維形成の観察2007

    • 著者名/発表者名
      福澤 慎吾, 他
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ルードビッヒ・ソレー効果による分子特性解析2007

    • 著者名/発表者名
      喜多 理王, 他
    • 学会等名
      東海大学産学連携フェア2007
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 物質・生体中の水構造の観測とその応用2007

    • 著者名/発表者名
      八木 原晋, 他
    • 学会等名
      東海大学産学連携フェア2007
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水とタンパク質の誘電分光とスローダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      八木原 晋, 他
    • 学会等名
      シンポジウム「テラヘルツ分光の最先端口〜多様化と進歩〜」
    • 発表場所
      葉山
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dielectric relaxation and dynamic light scattering study of DNA in aqueous solutions2007

    • 著者名/発表者名
      S., K., Kundu, et. al.
    • 学会等名
      物性化学のフロンティア2007
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 物質中の水構造の直接観測による物性・機能評価2007

    • 著者名/発表者名
      八木 原晋, 他
    • 学会等名
      神奈川県ものづくり技術交流会
    • 発表場所
      海老名
    • 年月日
      2007-10-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] デキストランおよびプルラン水溶液のLudwig-soret効果と光散乱法による分子特性解析2007

    • 著者名/発表者名
      岸川 友貴, 他
    • 学会等名
      第56回 高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-09-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 誘電分光法によるPNIPAM溶液の分子ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      中野 慎也, 他
    • 学会等名
      第56回 高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-09-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高分子溶液の共存曲線測定および光散乱法による臨界点近傍における振る舞い2007

    • 著者名/発表者名
      田村 雅生, 他
    • 学会等名
      第56回 高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-09-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] PMPAM溶液のLudwig-Soret効果と光散乱法によるPNIPAM溶液の特性解析2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤 康弘, 他
    • 学会等名
      第56回 高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-09-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 広帯域時空間構造解析手法による水構造のキャラクタリゼーション2007

    • 著者名/発表者名
      八木原 晋, 他
    • 学会等名
      水と生体分子が織り成す生命現象の化学 合同班会議
    • 発表場所
      白馬
    • 年月日
      2007-08-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] APPLICATION OF BDS FOR AQUEOUS COMPLEX SYSTEMS-DIELECTRIC SPECTROSCOPY MONITORING AND QUALITY CONTROL2007

    • 著者名/発表者名
      八木原 晋, et. al.
    • 学会等名
      NATO Advanced research Workshop, Meeting the challenges of the 21st Century-Novel Applications of Broadband Dielectric Spectroscopy
    • 発表場所
      ロシア・スズダリ
    • 年月日
      2007-07-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic light scattering and dielectric spectroscopy of DNA and liposome samples in dilute solutions2007

    • 著者名/発表者名
      S., K., Kundu, et. al.
    • 学会等名
      6th European Biophysics Congress London 2007
    • 発表場所
      London, UK
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 広い時空間領域で観る生体・分子複雑系の特徴2007

    • 著者名/発表者名
      八木原 晋
    • 学会等名
      日本バイオレオロジー学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-06-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 広帯域誘電分光(BDS)で観る高分子と水のダイナミックな構造2007

    • 著者名/発表者名
      八木原 晋
    • 学会等名
      第29回高分子と水・分離に関する研究会講座
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-06-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dielectric Relaxation and Dynamic Light Scattering Study of Liposome in the Aqueous Solution2007

    • 著者名/発表者名
      S., K., Kundu, et. al.
    • 学会等名
      2007 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San francisco, USA
    • 年月日
      2007-04-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://pubweb.cc.u-tokai.ac.jp/yagihara/publication_yagihara.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi