| 高分子 Vol.60 No.11 |
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特集 生物物理と高分子科学の接点
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| 展望 COVER STORY: Highlight Reviews |
| X 線溶液散乱と分子動力学シミュレーションでみるタンパク質の揺らぎ Protein Dynamics Revealed by Solution X-Ray Scattering and Molecular Dynamics Simulation |
佐藤 衛 Mamoru SATO |
| ＜要旨＞ タンパク質結晶学の進展によりタンパク質の機能が詳細に明らかにされるようになった。しかし，タンパク質は結晶構造からイメージされるような静的なものではなく，動的で揺らいでおり，この揺らぎがタンパク質の機能発現に重要である。本稿では，X線溶液散乱と分子動力学シミュレーションを併用してタンパク質の揺らぎを解析する手法を紹介する。 Keywords: SXS / SAXS / MD Simulation / Protein Dynamics / Intrinsically Disordered Protein |
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| 一分子蛍光観察法を用いたタンパク質フォールディングの解明 Single Molecule Observation on the Folding Process of Proteins |
小井川 浩之・鎌形 清人・高橋 聡 Hiroyuki OIKAWA, Kiyoto KAMAGATA, and Satoshi TAKAHASHI |
| ＜要旨＞ タンパク質のフォールディングは，分子構造の不均一性が顕著に減少する反応であり，一分子観察によって分子機構の詳細を解明することができる。現在さまざまな手法を用いて変性状態のタンパク質の構造や運動性に関する知見が蓄積されているが，本稿では新たに開発した一分子蛍光分光法により，変性状態から天然状態にジャンプするために必要な時間の上限値を見積もることに成功した研究例を紹介する。 Keywords: Protein Folding / Single Molecule / Fluorescence Spectroscopy |
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| リン脂質膜を中性子で見る Lipids, Lipid Bilayers and Vesicles as Seen by Neutrons |
瀬戸 秀紀 Hideki SETO |
| ＜要旨＞ 生体膜の主構成成分であるリン脂質は，水の中で疎水基を内側，親水基を外側にして凝集し二重層膜を形成する。本稿ではリン脂質二重層膜の構造や揺らぎを中性子散乱により調べた例として，リン脂質分子の移動，穴あきベシクルの形成，リン脂質膜の曲げ弾性係数の三つの研究を紹介する。 Keywords: Lipid / Lipid Bilayer / Multi-lamellar Vesicle / Uni-lamellar Vesicle / Nanopore Formation / Small-Angle Neutron Scattering / Neutron Spin Echo / Bending Modulus |
| 高分子科学と生物物理の計算科学的融合 Fusion of Polymer Science and Biophysics by Molecular Simulations |
浦上 直人・山本 隆 Naohito URAKAMI and Takashi YAMAMOTO |
| ＜要旨＞ 生体繊維の構造と機能，脂質分子の構造形成，およびタンパク質の折り畳み現象など，生体関連分子に対する計算科学的研究を概観し，高分子科学と生物科学に共通する問題や両分野の融合による新たな研究の可能性を議論する。 Keywords: Computer Modeling / Molecular Simulation / Polymer Physics / Biophysics |
| 超遠心分析によるタンパク質の性状および相互作用解析 Characterization and Interaction Analysis of Proteins by Analytical Ultracentrifugation |
有坂 文雄 Fumio ARISAKA |
| ＜要旨＞ 超遠心分析機は元来，コロイド化学の研究のために開発されたが，タンパク質への応用による成果が顕著であったため，その後，タンパク質への応用が主流となった。しかし，1991年にベックマンコールターのoptima
XL-A，1996年にXL-Iが市販されて以来，解析法の発展と相まって，多糖やコロイド・ナノ粒子への応用も再び増加している。 Keywords: Analytical Ultracentrifuge / c(s) Method / Sedimentation Velocity / Sedimentation Equilibrium / Polysaccharide / Colloid / Nano-Particles |
| 電子顕微鏡による生体物質の三次元イメージング Three-Dimensional Imaging of Biological Materials with Electron Microscopy |
永山 國昭 Kuniaki NAGAYAMA |
| ＜要旨＞ 急速凍結技法の応用により原子スケールでの生体高分子の構造解析への道が開かれ，生物電子顕微鏡が再び注目され始めている。立体構造解析の二つの技術，一粒子解析と電子線トモグラフィーの最新例を紹介し，さらに近年の発明，位相差電子顕微鏡がこの流れをどのように革新するのかを展望した。手法比較のためすべての示例を一貫してウィルスの構造解析とした。 Keywords: Electron Microscopy / Single Particle Analysis / Tomography / Phase Contrast |
| Combining Sample Fractionation with MALS to Measure Mass and Size Distributions | Philip J. WYATT |
| ＜要旨＞ Fractionating
samples comprised of polydisperse molecules by two distinct techniques
(size exclusion [SEC] and asymmetric flow field flow fractionation [A4F])
are compared and reviewed. Following such separations with measurements
at each elution element of concentration and multiangle light scattering
[MALS] permits the direct measurement of molar mass and size from which
the distributions of such components may be derived. The need to correct
for band broadening effects, especially with monodisperse constituents
such as proteins, is explained. Keywords: Light scattering / Field Flow Fractionation / SEC / A4F / Proteins / Branched Polymers / Band Broadening |
| 高分子科学最近の進歩 Front-Line Polymer Science |
| 刺激に応答する革新的スマートゲル Innovative Smart Gels That Respond to Stimuli |
宮田 隆志 Takashi MIYATA |
| ＜要旨＞ Smart
gels that undergo changes in structures or properties in response to
environmental changes have many future applications as nanomaterials,
biomaterials, sustainable materials and so on. A variety of smart gels
exhibiting self-healing, shape-memory and stimuli-responsive properties
have been developed on the basis of unique concepts using molecular interaction.
The unique properties of smart gels can provide useful tools for constructing
innovative systems such as self-regulated drug delivery systems, sensor
systems, actuators and adaptive systems. Studies on smart gels not only
contribute significantly to the progress in fundamental polymer science,
but also lead to innovative science and technology. This article provides
an overview of innovative researches regarding smart gels and soft materials
that respond to environmental changes. Keywords: Gel / Hydrogel / Smart Gel / Stimuli-Responsive Gel / Self-Healing Material / Shape-Memory Material / Molecular Recognition / Molecular Complex / Molecular Interaction / Cross-Link |
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