高圧その場音速測定システム(BL04B1,SPring-8)と高圧その場マルチアングルEDXD測定システム(16-BM-B,APS) 長距離秩序をもたないガラスについて,実験から良質な構造データを取得することは困難である.特に高圧下でのガラスの構造物性を実験的に調べる場合,X線 が出入りできる空間に限りがある高圧発生装置中において,厚い圧媒体に封入されたわずかな量の試料に対して測定を行わなければならない.そのため,高圧そ の場でガラスの構造物性やその漸次的な変化を抽出することは,常圧下での測定に輪を掛けて困難になる.表紙の写真は,このような技術的困難さを克服してガラス の高圧構造物性を明らかにするために開発された高圧測定システムの一例である.今回紹介する研究では, SPring-8・BL04B1ビームライン設置の 高圧その場音速測定システム(写真(a,b))と APS・16-BM-Bビームラインの高圧その場マルチアングルEDXD測定システム(写真(c,d))を用いた実験を行い, さらに分子動力学計算から得られた構造モデルを解析することで,CaAl2O4ガラスの圧力誘起ポリアモルフィック転移の三次元的描像を捉えることに成功した. CaAl2O4ガラスだけではなく,さまざまな組成の酸化物ガラスに対しても今回紹介した測定技術を活用することで,酸化物ガラスの高圧構造変化の様式と組成の 関係について体系的な理解が得られることが期待される.
図4 NADP+の結合によるCPR-ヘム-HO-1複合体の構造変化.(Conformational change of CPR-heme-HO-1 complex upon NADP+ binding.) (A)全体構造の比較.青はNADP+非結合型融合タンパク質,オレンジと紫はそれぞれNADP+結合型CPR(ΔTGEE)-ヘム-HO-1複合体のΔTGEEとHO-1を示す. FAD結合ドメインに比べて,FMN結合ドメインのほうが差が大きく,NADP+結合型のほうがFMNがHO-1に近づいている.黒の矢印はNADP+の結合に伴う構造変化を示す. (B)NADP+結合部位周辺.黒の矢印はNADP+の結合に伴う構造変化を示す.
図4 二分子蛍光補完法を用いた細胞内での自己集合の評価.(Evaluation of Self-Assembly in Cells Using Bi-Fc assay.) (A)Bi-Fcによる細胞内でのダイマー形成の確認. (B)2種類のBi-Fcを用いた細胞内でのテトラマー形成の確認. (C)ダイマー型変異体を用いた細胞内局在の評価.
図3 酸化型HiPIPの電子密度および中性子散乱長密度図.11)(Electron and nuclear density maps of oxidized HiPIP.) (A)Pro12–Thr13間,Asn70–Val71間の電子密度(2Fobs–Fcalcマップ,灰色,+4.0σ)および中性子散乱長密度(水素原子オミットマップ,緑色,+5.0σ,橙 色 ,-5.0σ). (B)Trp78のインドール環の水素原子オミットマップ(X線,黄 色,+4.0σ)と(中性子,桃色,-7.5σ)の中心の比較. (C)Trp78のNε1–Hε1およびCη2–Hη2の拡大図(X線,黄色 ,+4.5σ,+4.0σ,+ 3.5σ,中性子,桃色,-8.0σ,-7.5σ,-7.0σ).
図3 本計測システムの概念図.(Schematic diagram of the measurement system.)
図6 凝集体クラスターに吸着あるいは取り込まれる大小のイオンとAMCからNesへの結晶化進行の模式図.イオンとAMCからNesへの結晶化進行の模式図. (Schematic images of small and large ions adsorbed or incorporated into the clusters and transformation process from AMC to NSQ.) (a)AMC-Iが(b)AMC-IIを経て(c)Nesに結晶化する過程.青色と赤色の球は,それぞれクラスターに吸着あるいは取り込まれるイオン半径の大きいイオンと小さいイオン.
図3 60 GPa, 300 KにおけるSiO2ガラスの二体分布関数(a)と配位数分布(b, c).(Pair distribution function(a)and SiO6 distribution(b, c)of SiO2 glass at 60 GPa and 300 K.) (c)は(b)の一部の拡大図.SiO6八面体を構成するSiとOはそれぞれ赤とピンクで,その他の原子は灰色で示されている.
図5 高圧下におけるナトリウムケイ酸塩メルトの二体分布関数.(Pair distribution function of sodium silicate melt under high pressure.) (a)X線回折による無水メルトの二体分布関数. (b)X線回折による含水メルトの二体分布関数. (c)中性子X線回折による含水メルトの二体分布関数.