林 治尚

We developed an AR molecular graphics application for chemical education at secondary level. Flash which can execute on all platforms is used as a programming language for software development for smartphone, which the possession rate of which in junior and senior high school students is high. By developing and mounting the AR function, students can examine molecular graphics in 3D or when they look at a marker printed in a text or a handout just to read. To develop the web interface for making molecular data, the teacher can use molecular graphics in 3D easily when necessary.

兵庫県立大学は 2013 年 4 月に公立大学法人となった.これにより,従来,県有専用 PC により県のシステムを利用していた事務処理系,例えば財務会計や旅費,人事給与などのシステムは新規導入を求められ,また回線なども含めて県との切り分けや変更などが必要となった.本発表では,設計と導入,生じた問題などについて論じる.

兵庫県立大学では，教育および研究のインフラとなる情報システム (ネットワークシステム・情報処理教育システム・遠隔授業システム・学生情報システム・図書システム) のリプレイスをおこない，2009 年 3 月から運用を開始した．これら新システムの構築と移行などに関して報告する．We planned to replace some information systems (such as network system, information processing education system, distance learning system, student information system and library information system) as infrastructure of academic activities for the University of Hyogo, and have started these operation at March 2009. In this paper, we report our construction and switchover to new systems.

2004 年 4 月に県立大学が統合し発足した兵庫県立大学は，6 つのキャンパスや研究所などが広く県内に点在している．これに伴い，独自 DV 方式により各キャンパスを結ぶ双方向配信可能な遠隔授業システムを導入した．本稿ではこの遠隔授業システムの運用評価と，新システム導入に向けた課題点・改善点などを報告する．The University of Hyogo was inaugurated by integrating prefectural universities in April 2004 would consist of six campuses and some laboratories, scattered across Hyogo Prefecture. Therefore, we introduced the Distance Learning System using digital video over IP, with interactive communications between each campus. We report our evaluation of this system and improvement in the next system.

ホタル由来ルシフェラーゼはD-ルシフェリンを基質とした発光反応を触媒する酵素であることはよく知られているが、最近、同酵素が2-アリールプロパン酸に対してチオエステル化反応を起こすことが報告された。しかも、このチオエステル化反応は高い不斉選択性を示すことも明らかにされている。しかし、この不斉識別の機構については明らかになっていない。そこで本研究では、ゲンジボタル由来のルシフェラーゼに不斉炭素を有する基質を導入した酵素-基質複合体を構築し、分子動力学（MD）シミュレーションを実行し、その解析から不斉選択性発現機構の解明を試みた。そして、各複合体の基質と基質周辺アミノ酸を中心に構造や挙動の比較を行った。その結果、導入基質内に不斉がある場合、その基質の不斉炭素付近にある2つのセリン残基の挙動が大きく異なることが明らかとなった。そして、これらの違いが不斉選択性の要因の一つである可能性が示唆された。

We describe a new strategy for multipyrene modification of RNA sequences to form unique structures of pyrene aromatic arrays, the "pyrene-zipper array", on duplex RNA that exhibits remarkably strong excimer fluorescence.

迷惑メール対策において大切なことは,単に迷惑メールの排除を図ることだけではなく,見落としてはならないメールを確実に配送することである.また,さほど大きくない組織においては,その対策にかける人的・時間的コストを下げることも非常に重要である.大阪府立産業技術総合研究所では,業務時間外にのみgreylistingを適用し,throttlingを併用することによって,迷惑メールの排除を試みるとともに,対策のメンテナンスフリー化を実現した.本稿では,配送ログの解析とメール利用者に対するアンケート調査から得られた,本対策手法の有用性を報告する.さらに,大学の研究室に配置されたメールサーバにおける本対策手法の効果を報告する.

塩基配列を迅速に判別するためのシステム開発は、医療のみならず様々な分野において重要な研究課題である。核酸へ蛍光物質を修飾した遺伝子プローブは魅力的なプローブとして期待されている。その中で、蛍光物質としてピレンを利用したピレン修飾DNAおよびRNAにおいて、ピレン修飾RNAのみが相補鎖のRNAと二重螺旋を形成した際、蛍光が著しく増大することが示されている。しかし、ピレンとピレン周辺の詳細な構造やピレン自身の挙動などは明らかにされていない。そこで本研究では、ピレン修飾DNAおよびピレン修飾RNAの分子動力学（MD）シミュレーションを行い、ピレン修飾部の挙動や構造を比較検討し、ピレンがピレン修飾DNAでは二重螺旋内部に、ピレン修飾RNAでは二重螺旋外部に配座すること、その際の詳細な構造や挙動を明らかにした。さらにはピレン修飾RNAにおいてミスマッチによるピレンの挙動の変化についても検討した。

複数の拠点にまたがるキャンパス間を広帯域のネットワーク回線(EoMPLS,ATM-MPLSなど)で接続することにより、ネットワーク的には遠隔キャンパスをひとつのLAN環境にみなすことが可能となる。このキャンパス間ネットワークを利用し、利用者にとって拠点によるサービス格差をなくし同じサービスを受けられるようなシステムを構築した。教育機関では、広帯域・広域ネットワークの利用は、コンピュータシステムだけではなく高品位の映像や音声を利用した遠隔授業への応用も期待されている。教育機関でのこの広帯域・広域ネットワークを利用したシステム運用の事例を紹介する。

We performed X-ray crystallographic analyses of 6-aminohexanoate-dimer hydrolase (Hyb-24DN), an enzyme responsible for the degradation of nylon-6, an industry by-product, and of a complex between Hyb-24DN-A(112) (S112A-mutant of Hyb-24DN) and 6-aminohexanoate-linear dimer (Ald) at 1.58 A and 1.4 A resolution, respectively. In Hyb-24DN, Asp181-O(delta) forms hydrogen bonds with Tyr170-O(eta), -two of the catalytic and binding amino acids, and a loop between Asn167 and Val177. This state is the so-called open form, allowing its substrate to bind in the space between the loop and catalytic residues. Upon substrate binding (in Hyb-24DN-A(112)/Ald complex), the loop is shifted 4.3 A at Tyr170-C(alpha), and the side-chain of Tyr170 is rotated. By the combined effect, Tyr170-O(eta) moves a total of 10.5 A, resulting in the formation of hydrogen bonds with the nitrogen of amide linkage in Ald (closed form). In addition, electrostatic interaction between Asp181-O(delta) and the amino group in Ald stabilizes the substrate binding. We propose here that the enzyme catalysis proceeds according to the following steps: (i) Ald-induced transition from open to closed form, (ii) nucleophilic attack of Ser112 to Ald and formation of a tetrahedral intermediate, (iii) formation of acyl enzyme and transition to open form, (iv) deacylation. Amino acid substitutions reducing the enzyme/Ald interaction at positions 181 or 170 drastically decreased the Ald-hydrolytic activity, but had very little effect on esterolytic activity, suggesting that esterolytic reaction proceeds regardless of conversion. Present models illustrate why new activity against the nylon oligomer has evolved in an esterase with beta-lactamase folds, while retaining the original esterolytic functions.

RNA oligomers having multiple (2 to 4) pyrenylmethyl substituents at the 2'-O-sugar residues were synthesized. UV-melting studies showed that the pyrene-modified RNAs could form duplexes with complementary RNA sequences without loss of thermal stability. Absorption, fluorescence, and circular dichroism (CD) spectra revealed that the incorporated pyrenes projected toward the outside of A-form RNA duplexes and assembled in helical aromatic arrays along the minor grooves of the RNA duplexes. Results of computer simulations agreed with the assembled structures of the pyrenes. The helical pyrene arrays exhibited remarkably strong excimer fluorescence, which was dependent on the sequence contexts of RNA duplexes.

迷惑メール対策において,効果の高い手法の一つとしてgreylistingが知られている,しかし,この手法では,リストのメンテナンスが必要なことと,配送遅延の発生が問題となっている.そこで,受信者がいつでもメールを読める状態にある業務時間内は,再送要求を出さずにそのままメールを配送することとし,greylistingが適用される時間を限定した.これによって,リストのメンテナンスと配送遅延の問題を解決することを試みた.一方,このままでは,業務時間内に配送される迷惑メールの減少が期待できないので,throttlingを併用することとした.本稿では,以上の適用時間を限定したgreylistingとthrottlingを併用した迷惑メール対策と,その効果について報告する.

兵庫県立大学は,2004年4月に3つの県立大学を母体に発足した総合大学である.県内に広く点在するキャンパスを,兵庫情報ハイウェイを利用して結び,学生情報システム,図書館システム,情報処理教育システム,遠隔授業システム(DV系及びH.323系)を構築して運用を開始した.今回,学内ネットワークの再設計とこれらシステムの構築や運用について報告する.

我々が開発を進めてきた分子構造表示プログラムModrast-Pは，種々の分子構造表示機能を持ち，特に複数の面による切断や部分切断など，分子内部の構造を確認するのに有効な機能を有しているが，OSの依存性という問題が存在した．そこで，プラットフォームに依存しない分子構造表示プログラムの開発を目指し，X Window Systemのツールキットの一つであるGTK+を用い，"Modrast-P with GTK+"の開発を行った．Modrast-P with GTK+では，Modrast-Pの機能に加え，切断表示機能に関しても，切断平面の指定に対話的操作を取り入れ，他の分子構造表示プログラムでは見受けられない表示を実現し、目的部の全容をより容易に確認することが可能となった．また，代表的な生体高分子用分子シミュレーションソフトであるAMBERのシミュレーション結果に対し，アニメーション機能や数値的なデータの解析機能を実装し，AMBERとの高い親和性を実現した．

Through binding and fluorescence studies of oligonucleotides covalently attached to a pyrene group via one carbon linker at the sugar residue, we previously found that pyrene-modified RNA oligonucleotides do not emit well in the single-stranded form, yet the attached pyrene emits with a significantly high quantum yield upon binding to a complementary RNA strand. In sharp contrast, similarly modified pyrene-DNA probes exhibit very weak fluorescence both in the double-stranded and single-stranded forms. The pyrene-modified RNA oligonucleotides therefore provide a useful tool for monitoring RNA hybridization. The purpose of this paper is to present the structural basis for the different fluorescence properties of pyrene-modified RNA/RNA and pyrene-modified DNA/DNA duplexes. The results of absorption, fluorescence anisotropy and circular dichroism studies all consistently indicated that the pyrene attached to the RNA duplex is located outside of the duplex, whereas the pyrene incorporated into the DNA duplex intercalates into the double helix. (1)H NMR measurements unambiguously confirmed that the pyrene attached to the DNA duplex indeed intercalates between the base pairs of the duplex. Molecular dynamics simulations support these differences in the local structural elements around the pyrene between the pyrene-RNA/RNA and the pyrene-DNA/DNA duplexes.

AMBER (Assisted Model Building with Energy Refinement) は生体関連分子のシミュレーションに適しているが、AMBER内の残基データベースに登録されていない新規残基部位を有するDNA分子などのシミュレーションを行うためには、モジュールのひとつであるPREPを用いて新規に登録しておかなければならない。しかし、その入力ファイルの形式は繁雑であるため、手作業にて作成するのは容易ではない。そこで本研究では、これまで開発してきた"Modrast-P"を機能拡張し、視覚的に確認しながら対話的にPREP入力ファイルを作成する機能を追加した。これにより、簡便かつ効率的にPREP入力ファイルが作成可能となった。

タンパク質立体構造表示プログラムであるModrast-Pをベースにし，分子設計に広く用いられている生体高分子向け分子動力学計算パッケージ，AMBERの実行支援プログラムを作成した．本プログラムには，AMBERの入力ファイル作成支援，計算する分子の初期構造作成，そして分子動力学シミュレーション結果のデータ処理機能として，アニメーションなどの機能がある．本プログラムは，ワークステーション上で作動し，OPENLOOK等のXツールキットを一切使用していないため，殆どのワークステーションまたはFreeBSD等のPC-UINXがインストールされているパーソナルコンピュータで利用する事が可能となっている．そして本プログラムを用い，糖部２'位を化学修飾したDNAの構造についての分子動力学シミュレーションを実行した．

The synthesis of 2'-(6-dimethylamino-2-naphthamide)uridine [U(DAN)] has been described. The nucleoside was converted to the 5'-dimethoxylrityl nucleoside phosphoramidite which could be used for incorporation of U(DAN) into the desired positions of the oligonucleotide sequence. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.

The oligonucleotides containing 2'-(6-dimethylamino-2-naphthamide)uridine [U(DAN)] at the different position were synthesized by the fully automated solid phase phosphoramidite methods. The UV melting profiles for the U(DAN)-modified oligonucleotides with complementary DNA exhibited sigmoidal curves whose shapes were similar to those for the unmodified duplexes.

Molecular dynamics simulations have been performed for liquid n-butane and ethylene glycol (1,2-ethanediol; EG) in order to understand liquid structures in terms of both inter- and intra-molecular interactions. Each n-butane molecule consists of four sites interacting with LJ potential, and with only one dihedral angle potential, while each EG molecule has six sites interacting through LJ and coulomb potentials together with three dihedral angle potentials. The flexible molecule has the tendency to be folded more intensely in the liquid state than that in the gas phase. Comparing aqueous solution of EG with Xe solution and gaseous state of EG, it is found that EG molecules more strongly favor the folded form by intramolecular interactions, especially by intramolecular hydrogen bond. © 1995.

Molecular dynamics simulations have been performed for ethylene glycol (ethane-1,2-diol, EG) in water. Each EG molecule consists of six sites interacting through Lennard-Jones and coulomb potentials together with three dihedral angle potentials. A comparison of the behaviour of EG molecules in water and in Xe shows that in the latter solvent the EG molecules tend to fold, unlike those in water. In order to investigate how the intramolecular interaction affects the intermolecular hydrogen bonds, some rigid-EG models are also examined.

We have performed molecular dynamics simulations for liquid n-butane in order to understand liquid structures in terms of both inter- and intra-molecular interactions. Each n-butane molecule consists of four sites interacting with LJ potential and only a dihedral angle is taken into account as the internal degree of freedom. The population of gauche conformations with respect to the ideal gas state is found to increase in the liquid state. To investigate how the intermolecular interaction affects the dihedral angle distribution, we also adopt the repulsive LJ potential (RLJ) model. It is found that the nearest neighbor packing of the methyl and/or methylene groups can be approximately represented by using only the repulsive interaction. From the dihedral angle distribution, however, the rate of the shift of RLJ model to gauche is larger than that of LJ model and the attractive force also plays a significant role in the conformational equilibrium. © 1993, Taylor & Francis Group, LLC. All rights reserved.