皮膚は階層構造をしており,大きく分けるとよく知られ ているように薄い表皮と厚い真皮から成っており,その下 には皮下組織がある。表皮はおもにケラチノサイトと呼ば れる細胞によって形成されている。表皮の一番深いところ にある基底細胞が細胞分裂し,有棘角層,顆粒細胞と分化 し,扁平化した形になり,最終的には角層になる。角層の 厚さは場所によるがおおよそ20 μm程度である。足のかか とでは相当厚い。海水浴に行ったとき日焼けして皮膚の皮 がむけることがあるが,あれが角層である。角層は角層細 胞と細胞間脂質から成っている。Fig.1に示すように平坦 化した角層細胞はラメラ構造をもつ細胞間脂質の中に埋め 込まれている。角層のこの構造はレンガモルタル・モデル といわれており,角層がレンガである角層細胞とその周り を取り囲むモルタルである細胞間脂質から成っているとい うものである。 表皮中では基底細胞で細胞分裂し,分裂した細胞がケラ チノサイトとして上で述べたように分化して表面に押し上 げられる。基底細胞の母細胞が細胞分裂し,娘細胞になり,
高分子ブレンドや共重合は,単一高分子では実現できな い物性を発現する期待から長い間研究が行われてきた。特 に,相溶系ブレンド( Alloy),ミクロ相分離系ブレンド ( Blend)や高分子-無機複合体( Composite)は,高分 子ABC と呼ばれる新規材料開発には重要な手法である。1) 高分子-無機複合体では,分散する無機物がガラス繊維の ように異方性のmm サイズから等方性のナノ粒子になるこ とで,高分子の物理的な性質のみならず化学的な性質へも 影響を及ぼすようになった。2) 一般には,高分子同士をブレ ンドしても分子量が大きいので混合エントロピーの寄与が 期待できないため, ほとんどの組み合わせで混合せずに 液-液相分離に相当するマクロな相分離が起こる。マクロ 相分離ブレンド系では相分離界面で分子同士の絡み合いが 希薄になるため,力学的性質は成分高分子よりも良くはな らない。しかし混合する高分子間に水素結合のような引力 的相互作用が働く場合は,その大きさによって相溶系ある いはミクロ相分離系になり,成分高分子とは異なる様々な 性質が発現するようになる。引力的相互作用が働く高分子 ブレンド系(発熱系)では下限臨界共溶温度(LCST)型 の相図が,斥力的相互作用が働く系(吸熱系)では上限臨 界共溶温度( UCST)型の相図を描くことになる。例えば UCST 型の相図を持つポリスチレン(PS)/スチレン-ブ タジエンブロック共重合体( SB)ブレンドでは,スチレ ン樹脂の内部にブタジエン相がμm サイズで相分離し均一 に分散して,耐衝撃性が大きく改善される。これは,互い に混合しないブタジエン相とスチレン相の界面にSB 分子鎖
The objectives of the development of the thermodynamic database MALT are described together with its main characteristic features. The database, which contains about 5000 species, also composes software for calculation of chemical equilibria and construction of generalized chemical potential diagrams. Discussion is made on the quality of the thermodynamic data to be used in the advanced software for calculating complex chemical equilibria in multicomponent systems and the importance of the chemical potential diagrams for checking the interconsistency of data in a visual manner is stressed.
protein molecules. Fixed φ analysis gives a direct comparison of hydration properties of different solutes. With this technique we analyzed the hydration states of alkali-halides aqueous solutions, charged polymers and proteins such as F-actin solutions. Most of solutes called water structure breakers form hyper-mobile water (HMW) layer around the solutes having higher dielectric relaxation frequency than bulk water. Thus, we may obtain further information of collective properties of water surrounding ions, polymers and biomolecules.
Large amount of toluene and carbon tetrachloride can be absorbed into 1-dimensional tunnels in copper(II) trans-1,4-cyclohexanedicarboxylate Cu2(OOC-C6H10-COO) under the saturated vapor pressure at room temperature. The absorbed toluene and carbon tetrachloride can be desorbed easily by evacuation above room temperature, and the absorption/desorption is completely reversible. The absorption/desorption phenomena were studied for the empty, partly and fully toluene and carbon tetrachloride absorbed samples by adiabatic calorimetry between 13K and 300K and by powder X-ray diffractiometry with high-energy synchrotron radiation at SPring-8 of JASRI. The first-order phase transition was observed in the empty sample. The partly toluene-absorbed samples showed smaller heat capacity anomaly at higher temperatures than the empty sample. On the other hand, the partly carbon tetrachloride-absorbed samples showed smaller heat capacity anomaly at lower temperatures than the empty sample. The difference in the two cases was discussed on the basis of structural and thermal data.
コラーゲンは動物界において最も多く含まれる蛋白質で あり,皮膚や骨などを構成する。コラーゲンは,三本のペ プチド鎖から構成され,各々のペプチド鎖は,左巻きのら せんを巻き,それらが綱のようによりあって右巻きらせん を形成する。この特異的な三本鎖構造はコラーゲントリプ ルヘリックスと呼ばれ,その熱安定性が生体組織の維持に 重要であると考えられている。コラーゲンには他の蛋白質 ではほとんど存在しないヒドロキシプロリンが構成アミノ 酸として含まれており,その含有量と生育温度との間には 比例関係が見られることから,ヒドロキシプロリンはコラ ーゲンの三本鎖構造の熱安定性に重要な役割を果たしてい ると考えられてきた。これまで過去40年間にわたって,コ ラーゲンの三本鎖構造の熱安定性を説明する試みが盛んに 行われたが,幾つかの仮説が提唱されたものの結論には至 っていない。そこで筆者らはヒドロキシプロリン及びヒド ロキシプロリンの水酸基をフッ素原子に置換したフルオロ プロリンを含むモデルペプチドを合成して熱測定を行い, 定量的にコラーゲンの三本鎖構造の熱安定性を解析した。 その結果,ヒドロキシプロリン,フルオロプロリンともに 熱安定性を増す働きがあるものの,両者の安定化機構は熱 力学的に大きく異なることを見出し,その要因はペプチド と溶媒との相互作用(水溶液中においては水和)の違いに Netsu Sokutei 34(4)152-158
Various properties of the metal oxides are strongly affected by the nonstoichiometry. Therefore, nonstoichiometry is very important for understanding the basic character of the metal oxides. Nonstoichiometry of the metal oxides is often measured by the gravimetric measurements at high temperature under controlled atmospheres. As the vapor pressure of the metal is negligibly small compared to the oxygen, the nonstoichiometry behavior of the metal oxides is often measured as a function of the oxygen partial pressure. In this article, a brief review is made for the experimental technique of nonstoichiometry measurements by means of high temperature gravimetry under controlled gas-atmospheres: The oxygen nonstoichiometry is measured as the weight change at different oxygen partial pressures. The principle of the measurement is very simple. However, as the measurement is carried out at the equilibrium conditions at the high temperature under controlled oxygen partial pressures, and moreover, as the measurements often extend over a long period of time, the precision and long-time stability of the measuring system are important. Other important reminders will also be shown for the measurements procedure of the gas controlled high temperature microbalance.
To understand the stabilization, folding, and functional mechanisms of proteins, it is very important to understand the structural and thermodynamic properties of the molten globule state. In this study, the global structure of the acid molten globule state, which we call MG1, of horse cytochrome c at low pH and high salt concentrations was evaluated by solution X-ray scattering (SXS), dynamic light scattering, and circular dichroism measurements. MG1 was globular and slightly (3%) larger than the native state, N. Calorimetric methods, such as differential scanning calorimetry and isothermal acid-titration calorimetry, were used to evaluate the thermodynamic parameters in the transitions of N to MG1 and MG1 to denatured state D of horse cytochrome c. The heat capacity change, ΔC(p), in the N-to-MG1 transition was determined to be 2.56 kJ K(-1) mol(-1), indicating the increase in the level of hydration in the MG1 state. Moreover, the intermediate state on the thermal N-to-D transition of horse cytochrome c at pH 4 under low-salt conditions showed the same structural and thermodynamic properties of the MG1 state in both SXS and calorimetric measurements. The Gibbs free energy changes (ΔG) for the N-to-MG1 and N-to-D transitions at 15 °C were 10.9 and 42.2 kJ mol(-1), respectively.
with a worm-like chain model, and thus gave microscopic information about entropic elasticity. Solvent effects on polymer chain conformations were also discussed. Nanofishing technique was extended for dynamic viscoelasitc measurement of single polymer chains. AFM cantilever was mechanically oscillated at its resonant frequency during stretching process. By this technique, we could quantitatively and simultaneously estimate elongation-dependent changes of stiffness and viscosity of a single chain itself with using a phenomenological model. The solvent effect on the viscosity in low extension regions was ensured that the viscosity under about 10 kHz perturbation was attributed to monomer-solvent friction. These methods were proved to be powerful to give the experimental proofs against several basic questions in polymer physics and furthermore will unveil hidden properties of polymer chains or polymer solutions by any macroscopic measurements in the future.
