更新日： 2010-06-18

Current status and progress of SSRF project

Tai Renzhong (SSRF)

The Shanghai Synchrotron Radiation Facility(SSRF), a third-generation light source, comprises a 3.5-GeV eelctron storage ring, a full energy booster, a 150 MeV linac, and seven beamlines in phase I of this project.

Beginning at the end of 2004 with groundbreaking ceremony, the accelerators were installed in 10 months from November 2006, and were successfully tested and commissioned in the past a couple of months. On December 21,2007, storing electron beams was realized, and a first synchrotron radiation light was observed 3 days later at the BL16B front-end. Now it runs 3 GeV 100 mA beams with a life time of 8-10 hours. Meanwhile, construction of the first seven beamlines ( 5 ID and 2 bending magnet beamlines) is progressing on schedule.

アルツハイマー病治療薬の現状と今後の展望

杉本八郎　教授（京都大学大学院薬学研究科創薬神経科学講座）

アルツハイマー病治（AD）療薬としては二種類のメカニズムによるものがある。ひとつはアセチルコリンエステラーゼ（AChE）阻害作用、ふたつはNMDA受容体拮抗作用に基づくものである。前者の代表的なものがドネペジルであり後者にはメマンチンがある。最近、我々はAChE阻害薬はアセチルコリンの増加作用のほかに虚血時における細胞保護作用やグルタミン酸の細胞毒性を抑制することが報告した。またアルツハイマー病の原因物質といわれるβアミロイドの細胞毒性を減少させることも知られている。ドネペジルはMild Cognitive Impairment (MCI) の状態からAChE阻害薬を処方すると投与後も効果が持続するという報告がある。早期の段階かからAChE阻害薬を処方するとさらなる効果が期待できるということと細胞保護作用との関係があるかも知れない。MCIの段階から対応はこれからの治療戦略の中心課題になると思われる。

ADの原因療法にせまる仮説としてアミロイド仮説がある。ADの患者の脳内にはβアミロイドが凝集し、それが発症の原因であるというものである。すでにこの仮説に基づいて臨床試験に入っているものがあるといわれている。アミロイド仮説に基づく創薬についても詳しく述べたい。

Status Report of Macromolecular Crystallography beamline at SSRF

Wang Qisheng, Du Guahao/ Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF)

The Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) as a third generation light source aims at providing powerful X-rays to the Chinese SR users in a variety of research fields. The SSRF complex consists of three main parts: a full energy injector including a 150MeV linac and a 3.5GeV booster, a 3.5GeV storage ring and the beam lines and experimental end stations.

In Sept.2006, the buildings construction is completed. The SSRF project changes over to equipment installation and commissioning stage. The equipment and components of Linac, booster and storage ring have been manufactured and assembled. Before the unitary commissioning, the commissioning of the three subsystem is progressed separately. Up to 15 Jan.2008, the 100mA current is obtained in the storage ring.

メタンやバイオマス関連物質の変換触媒の開発とＥＸＡＦＳによる構造解析

冨重圭一　准教授（筑波大学大学院数理物質科学研究科）

メタンを水素や合成へと高速・高効率変換する触媒として、微量の貴金属で表面修飾したニッケル触媒が有効であることを見出し、その構造解析を行った。また、バイオマス関連物質のガス化や水素化分解において、金属微粒子と酸化セリウムやレニウム、モリブデンなどの相互作用が、触媒性能向上にきわめて重要であり、その界面の役割についても紹介する。

物質化学グループに関連する研究対象は極めて広範であり、それらの各分野で最先端の研究を展開している方を講師に招き、最近の研究成果を概観した上で、その分野の近未来をこれまでの放射光が果たした役割と今後の果たすべき役割の観点から展望する物質化学レクチャーシリーズの第２回である。

Tracking Photoswitching Dynamics of Molecules in Materials

Prof. Herve Cailleau

Light tuning of the charge and/or spin states of molecules in a solid material is a promising target. Contrary to dilute solutions, all the constituent molecule in solids can be photoactive, and the medium is not passive but active. In other words, due to cooperative intermolecular interactions, light can induce self-amplification and self-organization processes, offering the possibility for the material to be directed between different electronic and structural order, a so-called photo-induced phase transition. This opens new avenues for light-control of various photoswitchable functions (magnetic, optical, conduction,…), with some direct consequences for future developments communication and information technologies.

Another step is the possibility to directly observe in real time the assembly of molecules moving and transforming by using the emerging fast and ultra-fast X-ray scattering techniques. In this talk I will give a small overview of new concepts which can be proposed for this emerging field. This will be illustrated by two situations in relation with the recent results obtained by the progress in X-ray and optical techniques under cw or pulsed laser excitation: - first, the photo-steady state of spin transition with respect to the strength of cooperative interactions (crossover or phase separation) which provides a new kind of non-linear chemical dynamics (self-organization, bistability,…); - the use of ultra-short laser pulse to trigger ultra-fast photo-induced phase transition in charge-transfer and spin transition materials which represents a next step ensuing the now established field of femtochemistry A fascinating feature is to directly observe the change from coherent deterministic dynamics at ultra-short time to stochastic thermal kinetics after the lattice thermalization.

Many of there results presented in this talk was obtained within the Non-equilibrium Dynamics ERATO/JST project.

General references
1.　Photoinduced Phase Transitions, K. Nasu ed., World Scientific (2004).
2.　Photo-Induced Phase Transition and their Dynamics, S. Koshihara and M.Kuwata-Gonokami eds, special topics in J. Phys. Soc. Jpn 75, 011001-011008 (2006).

Australian Synchrotron Research & the Australian Synchrotron

Prof. Richard Garrett (Facility Director, Australian Synchrotron Research Program, ANSTO)

Australian use of synchrotron radiation research techniques has grown steadily since the early 1990’s via access to overseas facilities provided by theAustralian Synchrotron Research Program (ASRP). A fast developing and maturing synchrotron user community has grown up around the ASRP facilities at the Photon Factory, the APS and the NSRRC. The ASRP program at the Photon Factory, centered on the Australian National Beamline Facility (BL20B) has been particularly important and productive, and continues to host over 50 research groups each year. The logical next step to this successful “suitcase science” program was the construction of a synchrotron light source facility in Australia.

The Australian Synchrotron is a 3 GeV third generation facility, which is located adjacent to Monash University in Melbourne, Victoria. The storage ring has been operating since 2006, and the first user experiments began in 2007. The project funding included an initial suite of nine beamlines including dedicated Protein Crystallography, EXAFS, powder diffraction, SAXS/WAXS, micro-beam and soft X-ray spectroscopy beamlines. The first five beamlines were assembled in early 2007,and are now either operational or undergoing advanced commissioning. The remaining four beamlines are under construction and will be delivered in mid-2008.

NSLS and NSLS-�U Update

Prof. Chi-Chang Kao (Chair of NSLS, Brookhaven National Laboratory)

An overview of the National Synchrotron Light Source (NSLS) facility, scientific program, and user and publication statistics will be given first. It will be followed by recent scientific highlights selected from life sciences, chemical and physical sciences as well as applied sciences; the detector and optics development effort; and the planning for the near future at the NSLS. The second part of the talk will be focused on the development of free electron laser, intense Tera-Hz radiation and ultra-fast electron diffraction at the source development laboratory of the NSLS. The third part of the talk will be focused on NSLS-II project, including the motivation and scientific goals, the current design of the storage ring, beamline planning and the status of the project.

電気化学エネルギー変換デバイス（燃料電池・電池）開発における放射光の役割と将来展望

内本喜晴 教授（京都大学大学院人間・環境学研究科）

固体高分子形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、リチウムイオン二次電池などの電気化学エネルギー変換デバイスは、燃料電池自動車、据置用発電システム、Plug-inハイブリッド自動車等の電源として、活発に研究開発が行われています。これらのデバイス用の新材料開発、反応機構の解明、劣化機構の解明には、放射光を用いた分析が強力なツールになっています。本講演では、特にXAFSを用いた研究例を紹介するとともに、今後の開発動向や、それに向けての放射光に期待する役割について紹介する。

物質化学グループに関連する研究対象は極めて広範であり、それらの各分野で最先端の研究を展開している方を講師に招き、最近の研究成果を概観した上で、その分野の近未来をこれまでの放射光が果たした役割と今後の果たすべき役割の観点から展望する物質化学レクチャーシリーズを開催する。内本教授の本セミナーはその第１回である。

NSRL XAFS station and its applications to the studies of dilute magnetic semiconductors and quantum dot

Dr. Zhiyun Pan（National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China）

X-ray absorption fine structure (XAFS) is used to probe local structures of condensed matters, and provides the quantitative local structural information around an element species in a complex material. The general performance of U7C-XAFS station of National Synchrotron Radiation Laboratory (NSRL) will be introduced in detail.

The XAFS studies on GaN- and ZnO-based dilute magnetic semiconductors show the occupation sites of Mn and Co atoms in a variety of GaN- and ZnO-based DMS materials prepared by different methods such as MBE, CVD, PLD and sol-gel method. It indicates that at low doping concentrations, the dopants Mn and Co are substitutionally incorporated into the host lattice; at higher Mn and Co doping concentrations, the metal clusters and secondary phases are formed. The structural results are well correlated with the observed magnetic properties and are helpful for understanding the complicated nature of the magnetic interactions in DMSs. The studies on the self-assembled GeSi quantum dots (QDs) grown on Si(001) substrate by multiple-scattering (MS) EXAFS reveal that the degree of Ge-Si intermixing for Ge-Si QDs strongly depends on the temperature.

The compressively strained nature of the QDs is discussed in detail, demonstrating that the MS-EXAFS provides detailed information on the QDs strain and the Ge-Si mixing beyond the nearest neighbors.

「Stem Cell Factor刺激前後の受容体チロシンキナーゼKITの細胞外領域の結晶構造」

湯沢　聡　氏（Yale University School of Medicine, Department of Pharmacology）

　受容体チロシンキナーゼ(RPTK)は、細胞外からのシグナルを細胞内に伝える重要な働きを持つタンパク質である。RPTKは細胞外リガンド結合領域、１回膜貫通領域と細胞質内のチロシンキナーゼドメインから構成され、受容体の細胞外領域の特徴からいくつかのサブタイプに分類される。KITは３型RPTKに属し、ほかにCSF1受容体、Flt3受容体、PDGFa受容体とb受容体が含まれる。このクラスのRPTKは、５つのイムノグロブリン(Ig)様のドメインからなる細胞外領域、１回細胞膜貫通領域を介し、細胞内領域にキナーゼ活性の制御に関わる細胞膜近傍領域、キナーゼドメインをもつ。キナーゼドメインが様々な長さの挿入領域で分割されているのも、このクラスの RPTK の大きな特徴である。 近年、KITを含むこのファミリーの細胞膜近傍領域を含むキナーゼドメインの構造が報告され、その制御機構が明らかになりつつある。一方細胞外領域の構造は未だ明らかになっていない。また、KITの機能獲得型変異が消化管間質腫瘍に関連することが知られており、分子標的薬剤のターゲットとしても注目されている。
　今回、我々はKITのほぼ全長の細胞外領域について、リガンドである幹細胞増殖因子（Stem Cell Factor：SCF)刺激前後の構造をX線結晶構造解析により明らかにした。リガンド結合に伴い、細胞膜近傍付近のIg様ドメインの再配置が受容体活性化に重要であることが明らかになった。本セミナーでは、SCF刺激前後のKIT細胞外ドメインの構造変化に焦点を当て、その活性化の機序についてお話しさせていただきます。

「有機半導体のエピタキシャル成長と電子構造」

島田　敏宏　先生（東京大学大学院理学系化学専攻准教授）

有機半導体の電子構造の解明は、高性能の有機半導体の設計にきわめて重要である。高結晶性の有機半導体のキャリヤ散乱に分子間振動がかかわっていることが指摘されていたが低温での光電子分光測定に耐える導電性基板上に成長した結晶性の薄膜試料はこれまで作成が難しく、これまで分子間振動とキャリヤ散乱に関する定量的な測定はほとんどされていなかった。我々は微傾斜表面上の周期的ステップを用いて分子配向を行う手法により薄膜相ペンタセンの擬似単一配向膜の作成を行い、角度分解光電子スペクトルの温度依存性を測定した。この結果を述べるとともに有機分子薄膜のエピタキシャル成長機構に関する実験についても紹介する。

「Upgrade Plans for the Advanced Photon Source(APS)」

Prof. J. Murray Gibson（APS/ANL・アメリカシカゴのアルゴンヌ国立研究所内にあるAdvanced Photon Sourceという６ＧｅＶ放射光施設）のDirector

Advanced imaging and ultrafast science are two areas of application for synchrotron radiation which demand new capabilities from storage ring sources like the APS. I will discuss our R&D plans for an Energy-Recovery LINAC upgrade to the APS, which promises to revolutionize these areas while still preserving the high average flux and multi-user capabilities of a third-generation source.　

　ここ数年、シリコン表面における有機分子の吸着について、実験室的方法（STMやHREELS）および放射光分光を併用して研究を行ってきた。これまでの研究をレビューした後、エチレンで終端したSi(100)表面にF4-TCNQを吸着させ、表面ドーピングを試みた最近の研究について紹介する。実験室におけるUPSにより、F4-TCNQが直接エチレン終端面に吸着しているとき、表面からF4-TCNQに電荷移動が起り、仕事関数が最大2eV増えることが分かった。最後に、今後、放射光を用いた研究によって、これらの有機材料の物性研究をどのように発展させていけるのか、その可能性を議論したい。

　近年、有機ELディスプレーの実用化に代表されるように、光・電子機能性有機材料を用いた電子・情報デバイスの研究開発が盛んに行われ、従来の無機半導体デバイスには無い特性を持ったデバイスの実現が模索されている。特に、有機デバイスの高付加価値を有する機能実現のためには、より最適化された特性を有する新規材料の開発が重要な課題となっている。
　本講演では、光電子分光など高エネルギー分光を用いた有機材料の電子構造の解明が、新たな物質設計に対して、どのような指針を与えて行く事ができるのかを幾つかの例を挙げて議論したい。
　また、有機デバイスの機能発現のメカニズム解明にとって、重要な課題と考えられている有機/金属界面における電子構造の研究成果についても触れたい。
　最後に、今後、放射光を用いた研究によって、これらの有機材料の物性研究をどのように発展させていけるのか、その可能性を議論したい。

　次世代の汎用放射光として期待されているエネルギー回収型ライナック(ERL)は、現在の放射光施設の主流である第三世代放射光のもつ性能を包含しつつ、超短パルス性や部分的な空間コヒーレンスを合わせ持つ究極的な放射光光源である。その先端的な特性ゆえに、物質科学、生命科学、レーザー科学等の多岐にわたる分野への今以上の波及が期待されている。
　ERLを実現するためには、サブピコ秒の時間幅をもつ低エミッタンスの電子バンチを、高い繰り返しで、高い信頼性を維持しながら発生させることが必要である。また、光誘起相転移のような超高速ダイナミクスを伴う現象の時分割測定には、ERLで発生する超短パルスX線と多様なレーザー光源との間での、精密なタイミング同期が不可欠である。
　これらの目的を達成するためには、市販のフェムト秒固体レーザーとは異なる先端的な仕様を満たす高出力超短パルスレーザーを開発する必要がある。また、その研究開発体制を早期に立ち上げて、フォトカソード材料や電子銃の開発と協調して、全体のシステム開発を進めていくことが望ましい。
　本講演では、超短パルスレーザー開発に携わっている者の視点から、ERLの実現に必要なレーザー技術を概観し、フォトカソード励起用レーザーの開発ロードマップの例を説明する。また、筆者が滞在しているローレンスバークレイ国立研究所の放射光施設におけるフェムト秒スライシングビームラインの現状を報告し、加速器・放射光技術と超高速レーザー技術との融合によってもたらされる光科学の可能性に関しても言及したい。

We shall discuss synchrotron x-ray scattering results that help us to understand nature of ordering of gold nanoparticles in solid surface, liquid surface and liquid-liquid interfaces. X-ray reflectivity and diffuse scattering results will be presented to discuss out-of-plane and in-plane ordering. Apart from basic research these studies are important to form compace monolayer films of nanoparticles for various applications in nanotechnology.

　ヘルペスウイルスは７０〜２００個の遺伝子を持つ大型のＤＮＡウイルスで、魚からヒトに至るすべての脊椎動物に固有のヘルペスウイルスが存在すると考えられています。このウイルスの特徴は宿主となる動物種に広く感染し、一度感染すると環状化したＤＮＡを特定の細胞の核内に生涯にわたって存在し続けることです（潜伏感染）。
そして再度増殖を始めますが、重篤な疾患を起こすことはなく、娘ウイルスを新たな宿主に感染させ、種を保存します。生きた細胞でしか増殖できないウイルスにとって、ヘルペスウイルスの生活環は最も理にかなったもので、高度に進化したウイルスということができます。
　一方、新たな宿主に感染を広げるために、ウイルスは免疫を持つ宿主体内で増殖しなくては成りません。そのため、ヘルペスウイルスは宿主の防御機構を制御する機能を持ち、その詳細がここ２０年で明らかとなってきました。たとえばウイルスの感染早期に発現するIE47タンパクはTransporter associated with antigen processing (TAP)を抑制し、感染細胞の抗原提示を抑制します。Glycoprotein C は補体成分 C3b の、glycoprotein E はFc receptor のレセプターで、補体や抗体の機能を抑制します。また、UL41 遺伝子がコードするRNase は非特異的に宿主のmRNAを分解する結果、サイトカインの分泌や抗原提示を抑制します。
　このような微生物の免疫回避機能の解析は、我々の免疫が微生物のどこを制御し、有効に微生物を排除しているのか、一方、微生物はどの機能から回避して我々の体内で生息できるようになったのかを明らかにし、長い我々と微生物の戦いの歴史を明らかにするものです。

　本講演では，ナノ秒やフェムト秒という超短光パルスが空気中や光学媒質中を伝播する様子を時間的にも空間的にも連続な動画として記録・観察できる技術について紹介します。超短パルスレーザーを用いて光が伝播する様子を記録・観察する技術はLight-in-flight recording by holography(LIFホログラフィ)と呼ばれます。この技術について説明し，3.5ピコ秒光パルス，130フェムト秒光パルスが空気中，光学素子中を伝播する様子，集積光デバイスである集積型アレイイルミネータからフェムト秒光パルス列が発せられ伝播する様子などの動画を紹介します。この動画は，波長532nmで発振するモードロックNd;YAGピコ秒パルスレーザーと，波長720nmで発振するモードロックTi:Sapphireフェムト秒パルスレーザーを用いてホログラフィックに記録します。ホログラムの観察時には各レーザーの連続波発振の光で再生します。この技術では，空間的，時間的に連続である動画が得られます。さらに，フェムト秒光パルスが伝播する様子の3次元像の動画として記録・観察する方法，および実験結果について紹介します。

　シンクロトロン放射光を利用した角度分解紫外光電子分光法（SR-ARUPS）は、物質の光学的・電気的特性を理解する上で重要なエネルギーバンド分散を直接調べることが出来る有効な手法である。分子性固体の分野では、(i) 分子内の強い共有結合の存在に起因する分子内エネルギーバンド分散（直鎖アルカン等）や、(ii) 分子間電荷移動やカルコゲン原子の導入によって分子間相互作用を意図的に強くさせた系に対して分子間エネルギーバンド分散が報告されている。しかし、一般的な有機半導体においては、分子間相互作用は弱いvan der Waals力によるため、そのバンド幅は非常に狭い。また、バンド分散測定に耐えうる高秩序膜の作製が困難なこともあり、有機半導体薄膜の弱い分子間π-π相互作用に起因する分子間エネルギーバンド分散の観測例は報告されていなかった。
　千葉大・名大チームでは、種々の有機物質に対してその薄膜成長に関する知見を蓄積してきた。我々はこの知見を基に典型的な有機半導体であるペリレン誘導体物質の配向積層膜を作製し、精密なSR-ARUPS測定を行うことで、約0.2eVの幅を持つ分子間エネルギーバンド分散を観測することに成功した。これは、弱い分子間π-π相互作用に起因するエネルギーバンド分散の観測例としては世界初の結果であり、その後、スウェーデンやドイツのグループによってディスコチック液晶、ペンタセン等の種々の有機半導体について分子間エネルギーバンド分散の観測が報告されるようになった。
　講演では上記の詳細の他に、最近の研究によって観測に成功した、基板を介しての分子間エネルギーバンド分散、および高秩序有機/金属界面における電子構造に関する議論を行う。

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　次世代の光・電子機能性材料として極めて注目を集めるようになった有機半導体デバイスでは、構成分子の複雑さのために基礎科学的な研究が拒まれ続けてきたが、ごく最近、高精度な光電子分光研究などによってこれまでの業界の理解を 覆す現象が報告されるようになっている。例えば、有機デバイスの基盤物理となる移動度、ドーピング、電子系熱平衡などを理解するための知見が、電子分光を通して直接的に見えてきている。しかし依然として無機半導体に比べ、その基盤物理は未開な点が多く残されている。着眼点として「揺らぎを伴った弱い分子間相互作用による集合体」が種々の現象のキーとなっていることを認識した上で現象を眺めることが重要であろう。さらにこれらの理解が将来的に、単分子デバイスやより複雑なバイオ関連分子機能の電子論的理解の突破口になると考えられていることもポイントである。
　本講演では光電子分光法により新たに見えてきた有機半導体薄膜界面の諸現象を紹介し、放射光を利用した分光学的先端研究において期待される成果および開拓すべき実験手法・有機固体系の問題点などを議論する。

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　単層系としてのグラフェンは近年実験的に合成された[1]のをきっかけに理論実験の両面から多くの興味を集めている。特にそのエネルギーバンドは状態密度が線形に消失するいわゆる「ゼロギャップ半導体」をつくり光学的特性をはじめとして電子論的にも特異なものとなる。理論的には、この系では通常の有効質量近似は破綻し、そのフェルミエネルギー近傍の低エネルギーの有効理論は２次元Diracフェルミオンにより記述されることとなる。
　対応してグラフェンでの量子ホール効果も通常のものとは異なるDiracフェルミオンのランダウ準位による異常なものとなる。この異常量子ホール効果は実際にグラフェンにおいて観測され[1]、グラフェンが鉛筆の芯の中から取り出せることから"QED in a pencil"、「凝縮系物理における相対論的粒子の実現」として理解されている。
セミナーではこの系に関する我々の研究をグラフェンにおけるDirac電子の存在の理由およびその安定性と異常量子ホール効果に焦点をあててご説明したい[2]。

[1] Novoselov et al, Nature 438, 197-200(2005)
[2] Y. Hatsugai, T. Fukui, H. Aoki, Phys. Rev. B 74, 205414 (2006), also some recent 　development: cond-mat/0701431

コンパクトERL イントロダクション
「レーザーコンプトンＸ線光源を用いたフェムト秒時間分解Ｘ線研究の可能性」（足立伸一）
「レーザーコンプトンＸ線光源を用いた医学イメージング研究の可能性」（兵藤一行）

一般に，0.1〜100THz（3.3〜3300cm-1, 0.4meV〜400meV）をテラヘルツ領域と呼んでいる。この領域は，光と電波との境に位置しており，他の領域に比べて光源や検出器 の開発が遅れていたため，「テクノロジーギャップ」と呼ばれていた。しかしながら，格子振動や分子振動，半導体のエネルギーギャップ，伝導キャリアのプラズマ振動数，相互作用の強い系の準粒子など，物質科学の根本に関わる重要な情報を含んでいるため，古くから地道に研究が展開されてきた。そういった流れの延長上で，より先端的なテラヘルツ分光を目的としてUVSORに世界最初の共用ビームラインが出来たのは，20年以上前のことである。このビームラインの成功が発端となり，世界各地に赤外・テラヘルツビームラインが建設され，最近建設された放射光施設には，かならずといっていいほど，赤外ビームラインが設置・計画されている。これらのビームラインの主な目的は，汎用赤外分光系で用いられている黒体輻射光源に比較して桁違いに高い輝度及び強度を利用した回折限界空間分解能での分光やイメージング，極低エネルギーでの分光であり，汎用装置では困難な実験，例えば極限環境下での分光などが可能になった。
一方で，極端電磁パルスの生成と検出を用いたテラヘルツ時間領域分光法（THz-TDS）は，簡便なテラヘルツ分光法として注目されるようになっており，基礎研究での利用も行われ始めている。
講演では，以上の利用研究の現状についてまとめ，将来ERLで可能になる大強度テラヘルツ光を利用した研究の方向性について考察したい。

Crystallographic studies on acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) revealed that both display unanticipated three-dimensional (3D) structures for such catalytically powerful enzymes, inasmuch as in both the entrance to the active site is along a long and narrow gorge. The overall topography of the gorge is similar, although the number of conserved aromatic acids lining it in BChE is smaller than in AChE, with aromatic residues which contribute to the peripheral anionic site (PAS) being absent in the former. Moreover, as anticipated, the dimensions of the acyl pockets differ.

This unusual structure has raised cogent questions with respect to traffic of substrates, products, solvents and inhibitors through the gorge. Recent kinetic crystallography experiments have helped to shed light on this issue, although the issue of possible alternate routes to the active site (putative ‘back doors’) remains open.

In attempts to study structure-function relationships, and to develop new lead compounds for treatment of Alzheimer’s diseases (AD) and for other purposes, crystal structures have been solved of complexes and conjugates of numerous reversible and covalent inhibitors with the ChEs, the majority with the enzyme purified from Torpedo californica (TcAChE). Structures solved include complexes with all the first generation of anti-AD drugs, conjugates with organophosphate nerve agents, and complexes with lead compounds for insecticides (using the Drosophila enzyme, DmAChE), and with a potent transition state analog.

Although the structures solved initially with TcAChE revealed structures in which the residues within the active-site gorge assumed conformations essentially identical to their conformations in the native enzyme, with the exception of F330, more recently complexes and conjugates have been studied in which important conformational changes occur. These include distortion of the acyl pocket, rupture of the catalytic triad, and changes on conformation of aromatic residues at the PAS. These conformational changes will be described and analyzed.

Bibliography
Greenblatt HM, Dvir H, Silman I, Sussman JL (2003). Acetylcholinesterase: A multifaceted target for structure-based drug design of anticholinesterase agents for the treatment of Alzheimer's disease. J Mol Neurosci 20:369-383.
Silman I, Sussman JL (2005). Acetylcholinesterase: 'Classical' and 'Non-Classical' Functions and Pharmacology. Curr Opin Pharmacol 5:293-302.
Haviv H, Wong D, Silman I, Sussman JL (2007). Bivalent ligands derived from huperzine A as acetylcholinesterase inhibitors. Curr Topics Med Chem 7:375-387.

松下　正教授退職記念講演会

「共鳴Ｘ線散乱法による構造物性研究」　
　　　　　　　　　　　村上　洋一　教授（東北大学大学院　理学研究科）

【要旨】共鳴Ｘ線散乱法では，原子吸収端近傍のエネルギーをもつＸ線を利用 することにより，その原子散乱因子の異常分散項により生じる回折現象 を観測する。回折と分光の両面をうまく利用した手法として，近年，強 相関電子系の研究においてよく利用されている。回折の情報より，対象 とする系の電子自由度の空間的秩序（電荷・スピン・軌道秩序）を明ら かにすることができ，分光の情報より，その電子状態に関する知見を得 ることができる。さらにその非弾性散乱を測定することにより，電子自 由度の励起状態を捉え，系の動的秩序を研究することができるように なってきた。本講演では，これらの手法を用いた最近の構造物性研究の 発展と，将来の展望を述べる予定である。

「ＰＦ構造生物学研究センター誕生の経緯と放射光構造生物学研究の新展開」
　　　　　　　　　　　若槻　壮市　教授（高エネルギー加速器研究機構　物質構造科学研究所）

【要旨】ＰＦ内に構造生物学研究とビームライン開発・建設・運営を一体的に展開するグループをつくるという松下先生の先駆的な構想により、2000年に構造生物グループが発足した。その後2003年度からは構造生物学研究センターとなり、細胞内タンパク質輸送と翻訳後修飾をターゲットとした構造・機能解析と挿入光源ビームラインの開発・建設をミッションとして活動を展開している。2002〜2006年度のタンパク3000プロジェクトでは、「翻訳後修飾と輸送」の中核機関として研究を展開しただけでなくビームタイムの30％を「個別的解析プロジェクト」研究者が使えるシステムを構築した。2007年度からの「ターゲットタンパク研究プロジェクト」においてはSPring-8や大学研究者と協力しながらマイクロフォーカスビームラインの開発を行うとともに、「小胞輸送」研究を推進している。本講演では松下先生の多大な努力により実現したＰＦ構造生物学拠点の歴史を振り返るとともに、放射光Ｘ線による構造生物学の今後の展望について述べたい。

「PFが記したX線動的構造科学への第一歩 -PF（2002年）の決断によって始まった歩み-」
　　　　　　　　　　　腰原　伸也　教授（東京工業大学フロンティア創造共同研究センター）

【要旨】「物質の構造」と「性質（物性）」の関連の解明は、物質科学に共通する最も基本的テーマである。しかしながら、光励起状態のような高いエネルギー状態にある凝縮系物質、ましてや動的に構造が変化したり揺らいだりしているものに関しては、一部孤立分子を除くと「励起状態の物質構造の直接的観測」と「物性」という視点での研究は、今日に至るもほとんど見られないのが現状である。昨今の大型放射光光源とパルスレーザー光の組み合わせ技術の進展、高強度超短パルスレーザーによるX線発生技術の進歩、さらには高感度２次元X線検出器の導入によって、ピコ秒時間スケールはもとより、場合によってはフェムト秒スケールの構造変化を、オングストロームスケールでとらえることすら可能となってきた。この装置の建設へ向けた作業を2002にPFに認めていただき（当時の物構研副所長：松下先生の決断）、その全面的協力とJSTの援助のもと、その先駆けとなる世界で一つの恒常的観測ライン（今に至も、でも約３年先は急増しそうですが）としてAR-NW14の建設を達成する事が出来た。今年度より本格的な測定に着手し、東工大（G-）COEの協力もいただいて、多くの国際的共同研究や各国（主にヨーロッパ）の博士学生、若手PD育成もその緒に就く事ができた。本講演では、つい最近得られた、強相関系の電子秩序溶融とその回復過程、過渡的超高圧による動的相転移前駆現象の観測、機能蛋白における反応中心と周辺構造の協奏的変形の動的観測などを中心に報告する。

「分散型XAFS法の拓いた研究」
　　　　　　　　　　　野村　昌治　教授（高エネルギー加速器研究機構　物質構造科学研究所）

【要旨】分散型XAFS法は、XAFSスペクトル全体を同時に測定することが出来る。この特徴を生かして、方位調整の難しいDAC中の試料等のXAFSやin-situ条件下の反応追跡に使われている。通常のXAFS法では1スペクトルの測定に十数分、QEXAFSでも分程度の時間がかかり、非可逆反応の追跡では様々な制約が課されるが、分散型XAFSではミリ秒オーダーでの時間分解が可能となり、このような研究に多用され、サブナノ秒の時間分解も夢でなくなってきている。時間分解XAFS実験を中心に、松下先生が開発された分散型XAFS技術とその利用研究の展開を概観する。

「放射光と歩んだ日々を振り返って」
　　　　　　　　　　　松下　正　教授（高エネルギー加速器研究機構　物質構造科学研究所）

【要旨】KEK-PFを退職するにあたって、これまでの研究活動を大きく三つの時期に分けてふり返ってみる。

1. 現場で働く１研究者として活動した時期　（１９６７−１９９１）
   大学院生時代に完全性の高い結晶での回折現象に関する基礎を学んだ。その後3年間の会社勤めの経験、大学に戻って行ったＸ線光学系の研究、SSRLでおこなったdispersive XAFSの研究、PFでのビームライン建設およびinstrumentation・方法論の研究、他の研究活動に対して果たしたサポート的役割、などを振り返ってみる。
   
   
2. 研究マネージメントに携わった時期　（１９９１−２００６）　
   放射光測定器研究系研究主幹、物質構造科学研究所副所長として、PFで新しい研究分野の育成を意図しあるいは全体的なアクティビティーをあげるために行った工夫、組織の運営形態を変えようとした努力、現有施設の高度化・将来計画の策定の努力、外部評価への対応、物構研全体のあり方の検討などを振り返ってみる。
   
   
3. 再び１研究者として活動した時期　（２００６−２００８）
   ２００６年４月以降再び実験を行いたいと考え、昔（1980年）開発したdispersive XAFSと似た手法で鏡面Ｘ線反射率曲線をＸ線エネルギーの関数として高速測定できる方法を考案した。実験をしてみると、q〜0.4Å^-1、R〜10^-5程度までなら50ms程度で測定ができ角度分散型測定法にくらべて3桁近くの高速化となり、この成果を論文にまとめることができた。楕円基板上に面方向に層間隔が連続変化している多層膜光学素子を用いればさらに100倍ほど高速な測定ができることも考えつき現在そのような光学系を準備している。また、同様の手法を用いてのtruncation rod散乱の迅速測定法の開発の準備を行っている。

*高速Ｘ線反射率の測定法に関する記事がNews@KEKに掲載されています。

銅酸化物高温超伝導体La_2-xSr_xCuO₄における磁性と超伝導の関係は、超伝導発現機構の解明の上からも非常に重要な問題である。我々はスピングラス相から超伝導に移り変わる濃度(x =0.06)や、x =1/8の近傍に興味を持ち、そこでの磁性と超伝導の関係を微視的な実験(μSR、NMR)から調べている。特に低エネルギー磁気励起の発達が顕著となりNMR信号が消失する温度領域を中心に、低、高磁場下の横磁場μSRを行い、磁場侵入長、共鳴線のシフトや線幅の温度依存性を調べている。その結果Tc 〜17Kで超伝導転移を示すx = 0.07の試料において、横磁場μSRの実験から超伝導転移温度より十分低温のTｆ 〜4 Kで静的な磁気異常が存在することを示した。x=0.053から0.15の5種類の試料について超伝導転移温度と、超伝導状態で起こる静的磁気異常、磁場誘起磁性の組成依存性を調べたのでその結果について報告し、これらの結果から考えられる磁性と超伝導の関係を考察する。

　２次有機伝導体(BETS)_2FeCl_4では20T-45Tの間で磁場誘起超伝導相が安定する。この磁場誘起超伝導相の中では、超伝導秩序変数が空間的に変調している Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状態が形成されている可能性が指摘されてきた。この空間変調をボルテックスのダイナミクスの変化として捕らえた。

　標記の目的のために、モデレートな結合定数で最適ドープの場合に変分モンテカルロ法を用いて２次元ハバード模型の超伝導凝縮エネルギーを計算して実験値と比べている。高エ研のスパコンにより可能な限り大きな格子で計算することによりバルク極限の超伝導凝縮エネルギーを求めている。銅酸化物の２次元バンドを模擬するために第２、第３のtransfer energy t'、t"を取り入れている（ t"〜-t'/2）が、t'〜-0.15にSDW凝縮エネルギーが支配的なt'領域が存在する。そのプラス側近傍では妥当な大きさの超伝導凝縮エネルギーのバルク極限値が得られ、La系の超伝導が説明できる。SDW領域のマイナス側では十分大きなバルク極限値が得られず、現状ではBi系、Hg系、Tl系などの超伝導が簡単には説明できない。