不凍化蛋白質による微小領域内の氷成長阻害に関する研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560206
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 萩原 良道 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (50144332)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 蛋白質 / 結晶成長 / 不凍化 / 熱工学

研究概要

近赤外光の強度が水温に依存することを利用し、水と氷の温度を非接触で測定する方法を確立した。この方法により、きわめて狭い領域における不凍化蛋白質水溶液中を成長する氷近傍の温度計測を行った。また蛋白質濃度の計測を行い、温度低下や濃度上昇の特徴を明らかにした。1ないし数個の蛋白質モデルと氷核を含む過冷却水の分子動力学解析を行い、氷表面と蛋白質の相互作用に関する蛋白質中のアミノ酸残基の役割を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Interaction between a twelve-residue segment of antifreeze protein type I, or its mutants, and water molecules (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nobekawa, H. Tanigichi, and Y. Hagiwara
  • 雑誌名: Molecular Simulation Vol.34, No.3 ページ: 309-325
• [雑誌論文] Interaction among a twelve-residue segment of antifreeze protein type I, or its mutants, water and a hexagonal ice crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nobekawa and Y. Hagiwara
  • 雑誌名: Molecular Simulation Vol.34, No.6 ページ: 591-610
• [雑誌論文] Some biological hints on the control of heat and mass transfer (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hagiwara
  • 雑誌名: J. of Thermal Science and Technology Vol.3, No.3 ページ: 381-390
• [学会発表] 二次元Phase Field Methodを用いた水の一方向凝固に関する数値解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 立田健人, 櫻井亮, 萩原良道
  • 学会等名: 第46回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 京都市国立京都国際会館
  • 年月日: 2009-06-02
• [学会発表] Temperature measurement of antifreeze-protein solution, freezing in a micro-region, using near-infrared spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Sakurai, R. Nakanishi and Y. Hagiwara
  • 学会等名: 7th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • 発表場所: 札幌市北海道立道民活動センター
  • 年月日: 2008-10-21
• [学会発表] 一方向に凝固しつつある不凍化タンパク質タイプI水溶液のタンパク質濃度と温度 (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原良道, 櫻井亮, 中西力也
  • 学会等名: 2008年度日本冷凍空調学会年次大会
  • 発表場所: 大阪市大阪市立大学杉本キャンパス学術情報センター
  • 年月日: 2008-10-20
• [学会発表] Effects of antifreeze proteins on the prism faces of a gradually growing ice crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hagiwara
  • 学会等名: Int Seminar on Heat Transfer and Fluid Flow
  • 発表場所: 吹田市大阪大学銀杏会館
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 氷結晶表面近傍の不凍化タンパク質タイプIの凝集と拡散に関する基礎研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原良道, 中西力也, 櫻井亮, 延川隆
  • 学会等名: 第54回低温生物工学会年会
  • 発表場所: 石川県石川郡野々市町石川県立大学
  • 年月日: 2008-06-14
• [学会発表] 不凍化タンパク質変異体と氷核を含む水の分子動力学解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 早狩浩平, 谷口比呂美, 丸山善也, 萩原良道
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: つくば市つくば国際会議場
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] 近赤外光を用いた凝固しつつあるAFP水溶液の微小領域温度計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮, 中西力也, 萩原良道
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: つくば市つくば国際会議場
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] タンパク質モデルと水分子の相互作用に関する分子動力学解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 丸山善也, 谷口比呂美, 萩原良道
  • 学会等名: 第21回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 金沢市金沢歌劇座
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] バイオミメティック伝熱制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 萩原良道
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス2007
  • 発表場所: 京都市京都大学
  • 年月日: 2007-11-24
• [学会発表] Interaction between Antifreeze Protein and Growing Ice Crystal (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Nakanishi, R. Sakurai, Y. Morikane and Y. Hagiwara
  • 学会等名: 18th Int. Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: 韓国大田市Korea Advanced Institute of Science and Technology
  • 年月日: 2007-08-27
• [学会発表] Effects of Motion and Aggregation of AFP Segments on Water Molecules near an Ice Crystal (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hagiwara and T. Nobekawa
  • 学会等名: 234th ACS Annual Fall Meeting
  • 発表場所: 米国ボストン市Boston Convention Center
  • 年月日: 2007-08-20
• [備考] 萩原良道, 生物にヒントを得た熱・物質輸送現象制御の可能性, 機械の研究, 60巻(2008), 924-930.
• [備考] Y. Hagiwara, Effects of winter-flounder antifreeze protein on the prism face of an ice crystal, 2008年9月17日, 米国ロサンジェルス市カリフォルニア州立大学ロサンジェルス校