概要

J-PARC/MLFの茨城県生命物質構造解析装置（iBIX）には2012年度に第3世代の検出器を30台導入しました。加速器出力も300kWに達すると、より高効率で生体反応に関与する水分子とプロトン移動の観測ならびに可視化情報を取得できるようになると期待されます。一方、JAEAでは共用法の装置として大型タンパク質の結晶構造を解析できる生命科学専用中性子回折計ビームラインの建設を計画しています。この回折計が実現すると、格子長が100Åを超えるような超分子タンパク質複合体結晶の測定も可能になり、ほとんどすべてのタンパク質の水素原子位置情報が獲得できるようになると期待されます。
今回は、これら2台の装置の利用促進を図ることを目的として、両装置の現状を紹介するとともに、生物構造学におけるX線（放射光）と中性子の相補性などについての情報交換を行います。

主催

中性子産業利用推進協議会
茨城県中性子利用促進研究会
J-PARC/MLF 利用者懇談会
総合科学研究機構（CROSS）

共催

新世代研究所 水和ナノ構造研究会

協賛

SPring-8 利用推進協議会

開催日時

2013年3月21日（木） 13:00～17:00

場所

研究社英語センター大会議室
〒162-0825 新宿区神楽坂1-2
Tel: 03-3269-4331

プログラム

13:00 – 13:05	開会挨拶	研究会主査 佐藤衛 （横浜市立大学）
13:05 – 13:25	J-PARCの現状と中性子の産業利用J-PARC/MLFの現状、および茨城県BLの現状と得られた成果、ならびに2013Aにおける産業利用の課題採択結果などを紹介する。	林眞琴 （茨城県）
13:25 – 14:15	チトクロム酸化酵素におけるプロトン移動と中性子結晶構造解析 – その展望と問題点 –チトクロム酸化酵素は、酸素還元に同期したプロトン能動輸送によってエネルギーを生産する酵素である。我々はX線結晶構造解析法によって原子レベルの機能メカニズムの解明に取り組んできた。この研究はタンパク質場において展開される化学を介して酵素の働きの仕組みを理解する新しい研究分野を切り開くものである。X線高分解能構造解析は順調に進んでおり、中性子線によってプロトン輸送機構の解明にとって必須である水素原子位置の決定が緊要の課題になっている。	月原冨武 （兵庫県立大学）
14:15 – 14:45	セルロース酵素分解と「水」の切っても切れない関係セルロースは、植物細胞壁の約50％を占めるグルコースのポリマーであり、地球上で最も豊富に存在するバイオマスである。自然界では、セルロース分解性の微生物が生産するセルラーゼによって加水分解されていることから、セルラーゼと水分子のインタラクションを理解することが、セルロース系バイオマスの利用には極めて重要であるといえる。本講演ではセルラーゼの一分子観察、高解像度X線構造解析、中性子回折および分子動力学的解析の融合がもたらす新しいセルラーゼ像に関して議論する。	五十嵐圭日子 （東京大学）
14:45 – 15:00	休憩
15:00 – 15:30	放射光によるタンパク質の超高分解能結晶構造解析ならびに中性子回折法との相補利用近年の放射光技術の高度化によって、タンパク質の超高分解能結晶構造解析が可能になってきている。タンパク質の結晶構造における水素原子位置決定や、従来、不可能と思われていた外殻電子の観測ができるようになり、タンパク質分子中の結合電子、孤立電子対、金属原子のd電子分布も可視化できる。それに相まって、中性子回折法による水素の原子核位置決定も重要度を増し、放射光と中性子の連携利用に大きな注目が集められている。	三木邦夫 （京都大学）
15:30 – 15:50	iBIXの現状iBIXはJ-PARC/MLFのBL03に設置された生体高分子用高性能中性子回折装置であり、2008年からユーザー利用に供されている。X線では測定が困難なタンパク質の機能発現や化学反応に関与する水素や水分子を高精度で解析でき、従来装置の数十倍以上の測定効率を有する世界的にも貴重な高性能装置である。これまでは測定が困難であった小さな結晶でも測定が可能である。今年度、高性能な第3世代の検出器を16台増設するとともに、設置済みの14台をアップグレードした。その装置の現状とこれまでの測定例を中心に紹介する。	田中伊知朗 （茨城大学）
15:50 – 16:10	大型単位胞結晶をターゲットとした新しいJ-PARC タンパク質専用中性子回折装置我々はJ-PARCに膜タンパク質やタンパク質複合体などの大型単位胞結晶（格子長250Å）を測定可能にする中性子回折装置の建設を提案している（装置部会の最終審査合格済み）。本装置では、反射分離のため大面積検出器（1辺 500mm）を開発してL2を長くし（800mm）、非結合型減速材を選択する。また、楕円ミラー集光系の採用や中型の単位胞結晶用の装置（格子長 < 120Å）の併設も検討している。本装置ではJRR-3のBIX-3、 BIX-4の20倍以上の測定効率が期待される。	栗原和男 （原子力機構）
16:10 – 16:30	特殊環境微小単結晶中性子構造解析装置SENJUの立上げと現状SENJUはJ-PARC/MLFのBL18に新設された単結晶中性子回折計で、低温や高磁場、高圧といった極端環境下における無機、有機結晶の構造研究を主な目的としている。本発表ではSENJUの装置としての特徴やiBIXとの違いについて述べるとともに、これまでに成功した10K以下での回折測定や0.1mm3 という微小なタウリン単結晶の構造解析などSENJUで可能となる測定について紹介する。	大原高志 （CROSS）
16:30 – 16:50	分子性ナノ多孔質結晶に閉じ込められた構造水の科学分子性1次元ナノチャネル構造をもつ単結晶の作成に成功した。この単結晶内の水分子クラスターは3層構造を有し、融解－凝固の相転移挙動を示す。融解状態の中性子線結晶構造解析では、外壁に水素結合した水分子の構造は解析できたが、第2層目ではほとんど観察できず、第3層目では全く観測することができなかった。X線結晶構造解析による凝固状態との比較から、水と氷が混ざった中間層の構造を決めることに成功した。この中間層の水の運動は、24時間スケールでゆっくりと動いており、熱的に観測された。また、この結晶の室温でのプロトン伝導は、～0.01S/cm で、燃料電池で使用されているナフィオン膜と同程度のプロトン伝導度を有することが分かった。	田所誠 （東京理科大学）
16:50 – 17:10	X線と中性子 －X線でも見えるものと中性子でしか見れないもの－1975年、BNLで開催された中性子回折関係の国際集会の基調講演おいて、Egelstaffは「中性子散乱実験は原理的には科学のすべての分野に応用できるし、重要な構造情報が得られる。しかし、その構造情報が他の手段でも得られるなら、それに中性子を用いるべきではない」と述べた。この指摘は、J-PARCが稼働して中性子が容易に利用できるようになった現在においても、中性子のセントラルドグマとして尊重しなければならない。本講演では、構造生物学研究において中性子を利用する意義について、これまでのX線および中性子を利用した構造生物学研究の経験と、J-PARC 中性子を使った生物構造学研究をチェックし、評価・取纏めを行う主査の立場から考えてみたい。	佐藤衛 （横浜市立大学）
17:10	閉会挨拶	大橋裕二 （茨城県）

懇親会

飯田橋駅近くの地ビールダイニング「ラ・カシェット」で懇親会を開催します。
施設側とユーザーのざっくばらんな意見の交換の場になりますので、是非ご参加ください。
参加希望者は事前に登録してください。当日も受け付けます。会費は当日受け付けます。

会費:	￥2,000
時間:	17:30～19:30
会場:	神楽坂 ラ・カシェット 美味しい地ビールを楽しめるところです。 〒162-0825 東京都新宿区神楽坂1-10 三経第22 ビル3F Tel: 03-3513-0823

 

参加申込み先

中性子産業利用推進協議会事務局　担当：桐原
Email: [email protected]
下記の内容をご記入の上、メールでご連絡ください。
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 (1) お名前
 (2) ご所属
 (3) ご連絡先 （電話番号、メールアドレス）
 (4) 懇親会に　参加する・参加しない （どちらか消してください）
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研究社英語センタービルへのアクセス

〒162-0825 東京都新宿区神楽坂1-2
Tel: 03-3269-4331 / 03-3260-9856
JR中央・総武線飯田橋駅西口 徒歩約3分
東京メトロ南北線・有楽町線飯田橋駅B2a、B3出口 徒歩約7分