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米澤　康滋 （ヨネザワ　ヤスシゲ）

  • 先端技術総合研究所　教授/高圧力蛋白質研究センター長
Last Updated :2024/04/17

コミュニケーション情報 byコメンテータガイド

  • コメント

    蛋白質や核酸の高次立体構造に基づく計算科学研究です。生命に関する分子の解析及び分子機能の解明等をスパコンなどを使った分子動力学計算シミュレーションで進めています。

研究者情報

学位

  • 工学博士（1991年03月 筑波大学大学院）

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J-Global ID

研究キーワード

  • 熱安定性   相図   構造情報解析   中性子結晶構造解析   PDBデータベース   酵母発現   中性子IP   中性子結晶回析   水和水   ヒトリゾチーム   蛋白結晶化   蛋白溶解度   分子シミュレーション   量子化学   生物物理   音声出力   酵素反応   分子動力学   生体分子   分子軌道法   JAVA開発環境   ユーザ・インタデース   リンク原子   文献データベース   点字表示機能付エディタ   局在化分子軌道   画面情報   QCD   反応自由エネルギー   視覚障害補償機器   

現在の研究分野（キーワード）

    蛋白質や核酸の高次立体構造に基づく計算科学研究です。生命に関する分子の解析及び分子機能の解明等をスパコンなどを使った分子動力学計算シミュレーションで進めています。

研究分野

  • ライフサイエンス / 生物物理学

経歴

  • 2011年04月 - 現在  近畿大学教授
  • 2002年12月 - 2011年03月  大阪大学蛋白質研究所特任准教授
  • 1992年04月 - 2002年12月  筑波技術短期大学情報処理学科講師

所属学協会

  • 理論化学研究会   日本バイオインフォマティクス学会   分子科学会   日本生物物理学会   日本蛋白質科学会   分子シミュレーション研究会   

研究活動情報

論文

  • Yuko Tsuchiya; Kei Taneishi; Yasushige Yonezawa
    Scientific Reports 11 1 2021年12月 [査読有り]
     
    AbstractRegulator binding and mutations alter protein dynamics. The transmission of the signal of these alterations to distant sites through protein motion results in changes in protein expression and cell function. The detection of residues involved in signal transmission contributes to an elucidation of the mechanisms underlying processes as vast as cellular function and disease pathogenesis. We developed an autoencoder (AE) based method that detects residues essential for signaling by comparing the fluctuation data, particularly the time fluctuation of the side-chain distances between residues, during molecular dynamics simulations between the ligand-bound and -unbound forms or wild-type and mutant forms of proteins. Here, the AE-based method was applied to the G protein-coupled receptor (GPCR) system, particularly a class A-type GPCR, CXCR4, to detect the essential residues involved in signaling. Among the residues involved in the signaling of the homolog CXCR2, which were extracted from the literature based on the complex structures of the ligand and G protein, our method could detect more than half of the essential residues involved in G protein signaling, including those spanning the fifth and sixth transmembrane helices in the intracellular region, despite the lack of information regarding the interaction with G protein in our CXCR4 models.
  • Naoyuki Miyashita; Yasushige Yonezawa
    The Journal of Chemical Physics 155 4 044107 - 044107 2021年07月 [査読有り]
  • Kei Moritsugu; Norifumi Yamamoto; Yasushige Yonezawa; Shin-ichi Tate; Hiroshi Fujisaki
    Journal of Chemical Theory and Computation 17 4 2522 - 2529 2021年04月 [査読有り]
     
    Pin1 enzyme protein recognizes specifically phosphorylated serine/threonine (pSer/pThr) and catalyzes the slow interconversion of the peptidyl-prolyl bond between cis and trans forms. Structural dynamics between the cis and trans forms are essential to reveal the underlying molecular mechanism of the catalysis. In this study, we apply the weighted ensemble (WE) simulation method to obtain comprehensive path ensembles for the Pin1-catalyzed isomerization process. Associated rate constants for both cis-to-trans and trans-to-cis isomerization are calculated to be submicroseconds time scales, which are in good agreement with the calculated free energy landscape where the cis form is slightly less favorable. The committor-like analysis indicates the shift of the transition state toward trans form (at the isomerization angle ω ∼ 110°) compared to the intrinsic position for the isolated substrate (ω ∼ 90°). The calculated structural ensemble clarifies a role of both the dual-histidine motif, His59/His157, and the basic residues, Lys63/Arg68/Arg69, to anchor both sides of the peptidyl-prolyl bond, the aromatic ring in Pro, and the phosphate in pSer, respectively. The rotation of the torsion angle is found to be facilitated by relaying the hydrogen-bond partner of the main-chain oxygen in pSer from Cys113 in the cis form to Arg68 in the trans form, through Ser154 at the transition state, which is really the cause of the shift in the transition state. The role of Ser154 as a driving force of the isomerization is confirmed by additional WE and free energy calculations for S154A mutant where the isomerization takes place slightly slower and the free energy barrier increases through the mutation. The present study shows the usefulness of the WE simulation for substantial path samplings between the reactant and product states, unraveling the molecular mechanism of the enzyme catalysis.
  • Tomoki Himiyama; Yuko Tsuchiya; Yasushige Yonezawa; Tsutomu Nakamura
    Bioconjugate Chemistry 32 1 153 - 160 2021年01月 [査読有り]
  • Hiromitsu Shimoyama; Yasushige Yonezawa
    Journal of Computational Chemistry 42 1 19 - 26 2021年01月 [査読有り]
  • Norimasa Iwanami; Kohei Takeshita; Divine-Fondzenyuy Lawir; Isao Suetake; Shoji Tajima; Katarzyna Sikora; Inês Trancoso; Connor ÓMeara; Iliana Siamishi; Yousuke Takahama; Makoto Furutani-Seiki; Hisato Kondoh; Yasushige Yonezawa; Michael Schorpp; Thomas Boehm
    iScience 23 7 101260 - 101260 2020年07月 [査読有り]
     
    DNA methylation is a universal epigenetic mechanism involved in regulation of gene expression and genome stability. The DNA maintenance methylase DNMT1 ensures that DNA methylation patterns are faithfully transmitted to daughter cells during cell division. Because loss of DNMT1 is lethal, a pan-organismic analysis of DNMT1 function is lacking. We identified new recessive dnmt1 alleles in medaka and zebrafish and, guided by the structures of mutant proteins, generated a recessive variant of mouse Dnmt1. Each of the three missense mutations studied here distorts the catalytic pocket and reduces enzymatic activity. Because all three DNMT1 mutant animals are viable, it was possible to examine their phenotypes throughout life. The consequences of genome-wide hypomethylation of DNA of somatic tissues in the Dnmt1 mutants are surprisingly mild but consistently affect the development of the lymphoid lineage. Our findings indicate that developing lymphocytes in vertebrates are sensitive to perturbations of DNA maintenance methylation.
  • Yuko Tsuchiya; Kei Taneishi; Yasushige Yonezawa
    Journal of Chemical Information and Modeling 59 9 4043 - 4051 2019年09月 [査読有り]
  • Kazumasa Sakurai; Ryosuke Tomiyama; Takuma Shiraki; Yasushige Yonezawa
    Biomolecules 9 9 491 - 491 2019年09月 [査読有り]
     
    β2-Microglobulin (β2m) is the causative protein of dialysis-related amyloidosis, and its D76N variant is less stable and more prone to aggregation. Since their crystal structures are indistinguishable from each other, enhanced amyloidogenicity induced by the mutation may be attributed to changes in the structural dynamics of the molecule. We examined pressure and mutation effects on the β2m molecule by NMR and MD simulations, and found that the mutation induced the loosening of the inter-sheet packing of β2m, which is relevant to destabilization and subsequent amyloidogenicity. On the other hand, this loosening was coupled with perturbed dynamics at some peripheral regions. The key result for this conclusion was that both the mutation and pressure induced similar reductions in the mobility of these residues, suggesting that there is a common mechanism underlying the suppression of inherent fluctuations in the β2m molecule. Analyses of data obtained under high pressure conditions suggested that the network of dynamically correlated residues included not only the mutation site, but also distal residues, such as those of the C- and D-strands. Reductions in these local dynamics correlated with the loosening of inter-sheet packing.
  • ベイズ推定を用いたタンパク質分子シミュレーション時系列構造データの重ね合わせ方法
    米澤康滋
    アンサンブル 21 1 29 - 33 2019年03月
  • Teikichi Ikura; Yasushige Yonezawa; Nobutoshi Ito
    Biophysics and Physicobiology 16 0 452 - 465 2019年 [査読有り]
     
    Pin1 is a peptidyl-prolyl isomerase (PPIase) which catalyzes cis/trans isomerization of pS/pT-P bond. Its activity is related to various cellular functions including suppression of Alzheimer's disease. A cysteine residue C113 is known to be important for its PPIase activity; a mutation C113A reduced the activity by 130-fold. According to various nuclear magnetic resonance experiments for mutants of C113 and molecular dynamics (MD) simulation of wild-type Pin1, the protonation sate of Sγ of C113 regulates the hydrogen-bonding network of the dual-histidine motif (H59, H157) whose dynamics may affect substrate binding ability. However, it was still unclear why such local dynamic changes altered the PPIase activity of Pin1. In this study, we performed 500 ns of MD simulations of full-length wild-type Pin1 and C113A mutant in order to elucidate why the mutation C113A drastically reduced the PPIase activity of Pin1. The principal component analysis for both MD trajectories clearly elucidated that the mutation C113A suppressed the dynamics of Pin1 because it stabilized a hydrogen-bond between Nɛ of H59 and Oγ of S115. In the dynamics of wild-type protein, the phosphate binding loop (K63-S71) as well as the interdomain hinge showed the closed-open dynamics which correlated with the change of the hydrogen-bonding network of the dual-histidine motif. In contrast, in the dynamics of C113A mutant, the phosphate binding loop took only the closed conformation together with the interdomain hinge. Such closed-open dynamics must be essential for the PPIase activity of Pin1.
  • Tomohiko Ichikawa; Hirofumi Tsujino; Takahiro Miki; Masaya Kobayashi; Chiaki Matsubara; Sara Miyata; Taku Yamashita; Kohei Takeshita; Yasushige Yonezawa; Tadayuki Uno
    Xenobiotica 48 12 1227 - 1236 2018年12月 [査読有り]
     
    1. The purpose of this study is to investigate the heteroactivation mechanism of CYP3A4 by efavirenz, which enhances metabolism of midazolam in vivo, in terms of its binding to CYP3A4 with in vitro spectroscopic methods. 2. Efavirenz exhibited a type II spectral change with binding to CYP3A4 indicating a possible inhibitor. Although dissociation constant (K d) was approximated as 520 μM, efavirenz enhanced binding affinity of midazolam as a co-existing drug with an estimated iK d value of 5.6 µM which is comparable to a clinical concentration. 3. Efavirenz stimulated the formation of 1'-hydroxymidazolam, and the product formation rate (V max) concentration-dependently increased without changing the K m. Besides, an efavirenz analogue, [6-chloro-1,4-dihydro-4-(1-pentynyl)-4-(trifluoromethyl)-2H-3,1-benzoxazin-2-one] (efavirenz impurity) slightly facilitated the binding affinity of midazolam in a concentration-dependent manner. These results propose that efavirenz affects midazolam-binding via binding to the peripheral site which is apart from the active site of CYP3A4. 4. A molecular dynamics simulation also suggested the bound-efavirenz was repositioned to effector-binding site. As a consequence, our spectroscopic studies clarified the heteroactivation of CYP3A4 caused by efavirenz with a proper affinity to the peripheral site, and we concluded the method can be a useful tool for characterising the potential for drug-drug interactions.
  • Naoyuki Miyashita; Yasushige Yonezawa
    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 147 12 124108  2017年09月 [査読有り]
     
    Robust and reliable analyses of long trajectories from molecular dynamics simulations are important for investigations of functions and mechanisms of proteins. Structural fitting is necessary for various analyses of protein dynamics, thus removing time-dependent translational and rotational movements. However, the fitting is often difficult for highly flexible molecules. Thus, to address the issues, we proposed a fitting algorithm that uses the Bayesian inference method in combination with rotational fitting-weight improvements, and the well-studied globular protein systems trpcage and lysozyme were used for investigations. The present method clearly identified rigid core regions that fluctuate less than other regions and also separated core regions from highly fluctuating regions with greater accuracy than conventional methods. Our method also provided simultaneous variance-covariance matrix elements composed of atomic coordinates, allowing us to perform principle component analysis and prepare domain cross-correlation map during molecular dynamics simulations in an on-the-fly manner. Published by AIP Publishing.
  • Tetsuya Morishita; Yasushige Yonezawa; Atsushi M. Ito
    Journal of Chemical Theory and Computation 13 7 3106 - 3119 2017年07月 [査読有り]
  • Tsutomu Nakamura; Yasushige Yonezawa; Yuko Tsuchiya; Mayumi Niiyama; Kurumi Ida; Maki Oshima; Junji Morita; Koichi Uegaki
    Journal of Structural Biology 195 3 286 - 293 2016年09月 [査読有り]
     
    Enzymes of carbohydrate esterase (CE) family 14 catalyze hydrolysis of N-acetyl groups at the non-reducing end of the N-acetylglucosamine (GlcNAc) residue of chitooligosaccharides or related compounds. N,N'-diacetylchitobiose deacetylase (Dac) belongs to the CE-14 family and plays a role in the chitinolytic pathway in archaea by deacetylating N,N'-diacetylchitobiose (GlcNAc(2)), which is the end product of chitinase. In this study, we revealed the structural basis of reaction specificity in CE-14 deacetylases by solving a crystal structure of Dac from Pyrococcus horikoshii (Ph-Dac) in complex with a novel reaction intermediate analog. We developed 2-deoxy-2-methylphosphoramido-D-glucose (MPG) as the analog of the tetrahedral oxyanion intermediate of the monosaccharide substrate GlcNAc. The crystal structure of Ph-Dac in complex with MPG demonstrated that Arg92, Asp115, and His152 side chains interact with hydroxyl groups of the glucose moiety of the non-reducing-end GlcNAc residue. The amino acid residues responsible for recognition of the MPG glucose moiety are spatially conserved in other CE-14 deacetylases. Molecular dynamics simulation of the structure of the Ph-Dac-GlcNAc(2) complex indicated that the reducing GlcNAc residue is placed in a large intermolecular cleft and is not involved with specific interactions with the enzyme. This observation was consistent with results indicating that Ph-Dac displayed similar kinetic parameters for both GlcNAc and GlcNAc(2). This study provides the structural basis of reaction-site specificity of Dac and related CE-14 enzymes. (C) 2016 Elsevier Inc. All rights reserved.
  • Yasushige Yonezawa
    JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY 37 13 1139 - 1146 2016年03月 [査読有り]
     
    Here, an efficient method that predicts natural transition pathways between two endpoint states of an allosteric protein has been proposed. This method helps create structures that bridge these endpoints through multiple iterative and unbiased molecular dynamics simulations with explicit water. Difference distance matrices provide an approach for identifying states involving concerted slow motion. A series of structures are readily generated along the transition pathways of adenylate kinase. Predicted structures may be useful for an initial pathway to evaluate free energy landscapes via umbrella sampling and chain-of-states methods. (C) 2016 Wiley Periodicals, Inc.
  • Hiroko Okuda; Yasushige Yonezawa; Yu Takano; Yasushi Okamura; Yuichiro Fujiwara
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 291 11 5935 - 5947 2016年03月 [査読有り]
     
    The voltage-gated H+ channel (Hv) is a voltage sensor domain-like protein consisting of four transmembrane segments (S1-S4). The native Hv structure is a homodimer, with the two channel subunits functioning cooperatively. Here we show that the two voltage sensor S4 helices within the dimer directly cooperate via a -stacking interaction between Trp residues at the middle of each segment. Scanning mutagenesis showed that Trp situated around the original position provides the slow gating kinetics characteristic of the dimer's cooperativity. Analyses of the Trp mutation on the dimeric and monomeric channel backgrounds and analyses with tandem channel constructs suggested that the two Trp residues within the dimer are functionally coupled during Hv deactivation but are less so during activation. Molecular dynamics simulation also showed direct -stacking of the two Trp residues. These results provide new insight into the cooperative function of voltage-gated channels, where adjacent voltage sensor helices make direct physical contact and work as a single unit according to the gating process.
  • 藤崎 弘士; 米澤 康滋; 志賀 基之; 楯 真一
    日本物理学会講演概要集 71 3045 - 3045 一般社団法人 日本物理学会 2016年 

    アミノ酸の中でもプロリンをターゲットにするプロリン異性化酵素は、そのペプチド結合を異性化することでターゲットタンパク質の構造安定性に甚大な影響を与える。ただし、酵素反応とは言っても分子シミュレーションで計算するには遅い時間スケールで進行するので、その反応の分子的な詳細はよく分かっていない。ここではプロリン異性化タンパク質PIN1にリン酸化された基質を相互作用させたときのプロリンの異性化をストリング法のような構造変化を計算するのに適した手法を用いて計算し、そのメカニズムについて調べる。

  • 森下 徹也; 米澤 康滋; 伊藤 篤史
    日本物理学会講演概要集 71 3183 - 3183 一般社団法人日本物理学会 2016年
  • 森下 徹也; 米澤 康滋; 伊藤 篤史
    日本物理学会講演概要集 71 3048 - 3048 一般社団法人 日本物理学会 2016年 

    対数平均力ダイナミクス(LogMFD)は、メタダイナミクスと同様に、平均力に基づく仮想的な力学系を構築することで、生体分子などの複雑な構造のコンフォメーションサンプリングを実現するMD手法である。またサンプリングと同時に自由エネルギーを求めることができる方法であり、メタダイナミクスやTAMDなどの従来手法より高い計算効率を示す。本研究では、LogMFDの拡張を提案する。通常のLogMFDでは、平均力の評価には短いMD計算を実行する必要があるが、ここでは複数のレプリカを用意して、各レプリカの並列MD計算によるデータから平均力を評価するアルゴリズムを構築した。これにより、時間を増やさずにより精度の高い平均力、さらには自由エネルギーの評価が可能になった。講演では水中アラニンジペプチドに対する適用を紹介する。さらに時間が許せば、アデニル酸キナーゼへの応用も紹介したい。

  • Yu Takano; Kazuto Nakata; Yasushige Yonezawa; Haruki Nakamura
    JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY 37 12 1125 - 1132 2016年 [査読有り]
     
    A massively parallel program for quantum mechanical-molecular mechanical (QM/MM) molecular dynamics simulation, called Platypus (PLATform for dYnamic Protein Unified Simulation), was developed to elucidate protein functions. The speedup and the parallelization ratio of Platypus in the QM and QM/MM calculations were assessed for a bacteriochlorophyll dimer in the photosynthetic reaction center (DIMER) on the K computer, a massively parallel computer achieving 10 PetaFLOPs with 705,024 cores. Platypus exhibited the increase in speedup up to 20,000 core processors at the HF/cc-pVDZ and B3LYP/cc-pVDZ, and up to 10,000 core processors by the CASCI(16,16)/6-31G** calculations. We also performed excited QM/MM-MD simulations on the chromophore of Sirius (SIRIUS) in water. Sirius is a pH-insensitive and photo-stable ultramarine fluorescent protein. Platypus accelerated on-the-fly excited-state QM/MM-MD simulations for SIRIUS in water, using over 4000 core processors. In addition, it also succeeded in 50-ps (200,000-step) on-the-fly excited-state QM/MM-MD simulations for the SIRIUS in water. (c) 2016 The Authors. Journal of Computational Chemistry Published by Wiley Periodicals, Inc.
  • Yasushige Yonezawa
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 118 17 4471 - 4478 2014年05月 [査読有り]
     
    The carboxyl-terminal domain (CTD) of RNA polymerase II in eukaryotes regulates mRNA processing processes by recruiting various regulation factors. A main function of the CTD relies on the heptad consensus sequence (YSPTSPS). The CTD dynamically changes its conformational state to recognize and bind different regulation factors. The dynamical conformation changes are caused by modifications, mainly phosphorylation and dephosphorylation, to the serine residues. In this study, we investigate the conformational states of the unit consensus CTD peptide with various phosphorylation patterns of the serine residues by extended ensemble simulations. The results show that the CTD without phosphorylation has a flexible disordered structure distributed between twisted and extended states, but phosphorylation tends to reduce the conformational space. It was found that phosphorylation induces a beta-turn around the phosphorylated serine residue and the cis conformation of the proline residue significantly inhibits the beta-turn formation. The beta-turn should contribute to specific CTD binding of the different regulation factors by changing the conformation propensity combined with induced fit.
  • Yasushige Yonezawa
    CHEMICAL PHYSICS LETTERS 556 308 - 314 2013年01月 [査読有り]
     
    In this Letter, we evaluate the electrostatic properties of several biologically important waters that have been coupled to general force fields and are used in biological applications, namely SPC/E, TIP4P, TIP4P-Ewald, and TIP4P/2005, with a recently developed long-range Coulomb potential based solely on the Wolf charge-neutral principle. The potential was shown previously to accurately reproduce several important electrostatic properties of biological systems. Moreover, it enables scalable computation, yielding faster calculations. The present results demonstrate that the calculated electrostatic properties of the water models based on the long-range potential agree well with those calculated by the particle mesh Ewald method. (C) 2012 Elsevier B. V. All rights reserved.
  • Shusuke Yamanaka; Yasushige Yonezawa; Kazuto Nakata; Satomichi Nishihara; Mitsutaka Okumura; Toshikazu Takada; Kizashi Yamaguchi; Haruki Nakamura
    AIP Conference Proceedings 1504 916 - 919 2012年12月 [査読有り]
     
    We present a simple guideline to inspect the large molecular systems towards QM/MM theory and various types of divide-and-conquer electronic structure theories, in which we utilize on the linear-response function. We present the basic ideas of our approach, simple introduction of the computational method, and some numerical results.
  • Ikuo Fukuda; Narutoshi Kamiya; Yasushige Yonezawa; Haruki Nakamura
    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 137 5 054314  2012年08月 [査読有り]
     
    The zero-dipole summation method was extended to general molecular systems, and then applied to molecular dynamics simulations of an isotropic water system. In our previous paper [I. Fukuda, Y. Yonezawa, and H. Nakamura, J. Chem. Phys. 134, 164107 (2011)], for evaluating the electrostatic energy of a classical particle system, we proposed the zero-dipole summation method, which conceptually prevents the nonzero-charge and nonzero-dipole states artificially generated by a simple cutoff truncation. Here, we consider the application of this scheme to molecular systems, as well as some fundamental aspects of general cutoff truncation protocols. Introducing an idea to harmonize the bonding interactions and the electrostatic interactions in the scheme, we develop a specific algorithm. As in the previous study, the resulting energy formula is represented by a simple pair-wise function sum, enabling facile applications to high-performance computation. The accuracy of the electrostatic energies calculated by the zero-dipole summation method with the atom-based cutoff was numerically investigated, by comparison with those generated by the Ewald method. We obtained an electrostatic energy error of less than 0.01% at a cutoff length longer than 13 angstrom for a TIP3P isotropic water system, and the errors were quite small, as compared to those obtained by conventional truncation methods. The static property and the stability in an MD simulation were also satisfactory. In addition, the dielectric constants and the distance-dependent Kirkwood factors were measured, and their coincidences with those calculated by the particle mesh Ewald method were confirmed, although such coincidences are not easily attained by truncation methods. We found that the zero damping-factor gave the best results in a practical cutoff distance region. In fact, in contrast to the zero-charge scheme, the damping effect was insensitive in the zero-charge and zero-dipole scheme, in the molecular system we treated. We discussed the origin of this difference between the two schemes and the dependence of this fact on the physical system. The use of the zero damping-factor will enhance the efficiency of practical computations, since the complementary error function is not employed. In addition, utilizing the zero damping-factor provides freedom from the parameter choice, which is not trivial in the zero-charge scheme, and eliminates the error function term, which corresponds to the time-consuming Fourier part under the periodic boundary conditions. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4739789]
  • Yasushige Yonezawa
    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 136 24 244103  2012年06月 [査読有り]
     
    Molecular simulations rely heavily on a long range electrostatic Coulomb interaction. The Coulomb potential decays inversely with distance, indicating infinite effective range. In practice, molecular simulations do not directly take into account such an infinite interaction. Therefore, the Ewald, fast multipole, and cutoff methods are frequently used. Although cutoff methods are implemented easily and the calculations are fast, it has been pointed out that they produce serious artifacts. Wolf and coworkers recently discovered one source of the artifacts. They found that when the total charge in a cutoff sphere disappeared, the cutoff error is dramatically suppressed. The Wolf method uses the charge-neutral principle combined with a potential damping that is realized using a complementary error function. To date, many molecular simulation studies have demonstrated the accuracy and reliability of the Wolf method. We propose a novel long-range potential that is constructed only from the charge-neutral condition of the Wolf method without potential damping. We also show that three simulation systems, in which involve liquid sodium-chloride, TIP3P water, and a charged protein in explicit waters with neutralized ions using the new potential, provide accurate statistical and dielectric properties when compared with the particle mesh Ewald method. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4729748]
  • Yasushige Yonezawa
    2011 IEEE Seventh International Conference on e-Science Workshops 178 - 182 2011年12月 [査読有り][招待有り]
     
    Knowledge of the electronic structures of local functional sites of proteins sheds light into their fundamental mechanisms of enzymatic reaction and processes related to electronic state. Although the dynamic effects due to solvent or membrane molecules surrounding the protein are indispensable for an accurate analysis, in current methods they have been approximated by a continuum model with polarized material, where a phenomenological and unreliable parameter, the dielectric constant, is always required. We have developed a new algorithm to reproduce an average field due to the solvent and membrane molecules, which are calculated from the long trajectory of a classical molecular dynamics simulation for a membrane protein-solvent system, by several thousands of pseudo-charges and dipoles on a closed surface surrounding a target quantum mechanical (QM) region. Since the dynamic effects are represented only by "static" pseudo-charges and dipoles, the QM calculation is necessarily done only once. We applied this algorithm to the photosynthetic reaction center of Rhodobacter sphaeroides with explicit all-atomic models of the solvent and membrane molecules. It is possible that the electronic structures of its ground state and excited state can be calculated with those microscopic "reaction field" effects. © 2011 IEEE.
  • Yasushige Yonezawa; Ikuo Fukuda; Narutoshi Kamiya; Hiromitsu Shimoyama; Haruki Nakamura
    JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION 7 5 1484 - 1493 2011年05月 [査読有り]
     
    Precise and rapid calculation of long-range interactions is of crucial importance for molecular dynamics (MD) and Monte Carlo simulations. Instead of the Ewald method or its high speed variant, PME, we applied our novel method, called the force-switching Wolf method, to computation of the free energy landscapes of a short peptide in explicit water. Wolf and co-workers showed that long-range electrostatic energy under a periodic boundary condition can be well reproduced even by truncating the. contribution from the distant charges, when the charge neutrality is taken into account. We recently applied the procedure proposed by Wolf and co-workers to a mathematically consistent MD theory by means of a force-switching scheme, and we show that the total electrostatic energy for sodium chloride liquid was well conserved and stable during the MD simulation with the force-switching Wolf method. Our current results for an aqueous peptide solution with a series of canonical and multicanonical molecular dynamics simulations show that the force-switching Wolf method is not only in good accordance with the energies and forces calculated by the conventional PME method but also properly reproduces the solvation and the free energy landscapes of the peptide at 300 K.
  • Jinzen Ikebe; Koji Umezawa; Narutoshi Kamiya; Takanori Sugihara; Yasushige Yonezawa; Yu Takano; Haruki Nakamura; Junichi Higo
    JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY 32 7 1286 - 1297 2011年05月 [査読有り]
     
    Trivial trajectory parallelization of multicanonical molecular dynamics (TTP-McMD) explores the conformational space of a biological system with multiple short runs of McMD starting from various initial structures. This method simply connects (i.e., trivially parallelizes) the short trajectories and generates a long trajectory. First, we theoretically prove that the simple trajectory connection satisfies a detailed balance automatically. Thus, the resultant long trajectory is regarded as a single multicanonical trajectory. Second, we applied TTP-McMD to an alanine decapeptide with an all-atom model in explicit water to compute a free-energy landscape. The theory imposes two requirements on the multiple trajectories. We have demonstrated that TTP-McMD naturally satisfies the requirements. The TTP-McMD produces the free-energy landscape considerably faster than a single-run McMD does. We quantitatively showed that the accuracy of the computed landscape increases with increasing the number of multiple runs. Generally, the free-energy landscape of a large biological system is unknown a priori. The current method is suitable for conformational sampling of such a large system to reduce the waiting time to obtain a canonical ensemble statistically reliable. (C) 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Comput Chem 32: 1286-1297, 2011
  • Ikuo Fukuda; Yasushige Yonezawa; Haruki Nakamura
    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 134 16 107  2011年04月 [査読有り]
     
    We propose a novel idea, zero-dipole summation, for evaluating the electrostatic energy of a classical particle system, and have composed an algorithm for effectively utilizing the idea for molecular dynamics. It conceptually prevents the nonzero-charge and nonzero-dipole states artificially generated by a simple cutoff truncation. The resulting energy formula is nevertheless represented by a simple pairwise function sum, which enables facile application to high-performance computation. By following a heuristic approach to derive the current electrostatic energy formula, we developed an axiomatic approach to construct the method consistently. Explorations of the theoretical details of our method revealed the structure of the generated error, and we analyzed it by comparisons with other methods. A numerical simulation using liquid sodium chloride confirmed that the current method with a small damping factor yielded sufficient accuracy with a practical cutoff distance region. The current energy function also conducts stable numerical integration in a liquid MD simulation. Our method is an extension of the charge neutralized summation developed by Wolf et al. [J. Chem. Phys. 110, 8254 (1999)]. Furthermore, we found that the current method becomes a generalization of the preaveraged potential method proposed by Yakub and Ronchi [J. Chem. Phys. 119, 11556 (2003)], which is based on a viewpoint different from the neutrality. The current study presents these relationships and suggests possibilities for their further applications. c 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3582791]
  • SHIMOYAMA Hiromitsu; YONEZAWA Yasushige; NAKAMURA Haruki
    Peptide science : proceedings of the ... Japanese Peptide Symposium 2010 145 - 145 2011年03月 [査読有り]
  • YONEZAWA Yasushige; STANDLEY Daron M.; SHIMOYAMA Hiromitsu; NAKAMURA Haruki
    Peptide science : proceedings of the ... Japanese Peptide Symposium 2010 151 - 151 2011年03月 [査読有り]
  • Yasushige Yonezawa; Daron M. Standley; Haruki Nakamura
    CHEMICAL PHYSICS LETTERS 503 1-3 139 - 144 2011年02月 
    The cis-trans isomerization mechanism of N-Methylacetamide was studied by molecular dynamics simulations employing a hybrid QM/MM potential with explicit water. In combination with the umbrella sampling method, we obtained the free-energy barrier between the cis-trans states in accordance with previous experimental and theoretical values. Moreover, we found that the improper dihedral angle, C(=O)-N-H-C(-H3), correlates well with the degree of the pyramidal conformations. We then investigated the role of the degree of the pyramidal conformation with respect to the isomerization processes and found that it governs the height and peak position of the free-energy barriers and the hydration structure. (C) 2011 Elsevier B. V. All rights reserved.
  • Yu Takano; Yasushige Yonezawa; Yuichi Fujita; Genji Kurisu; Haruki Nakamura
    Chemical Physics Letters 503 4-6 296 - 300 Elsevier 2011年02月 [査読有り]
  • Takano Yu; Yonezawa Yasushige; Fujita Yuichi; Kurisu Genji; Nakamura Haruki
    生物物理 51 S80  一般社団法人 日本生物物理学会 2011年
  • Yasushige Yonezawa; Hiromitsu Shimoyama; Haruki Nakamura
    CHEMICAL PHYSICS LETTERS 501 4-6 598 - 602 2011年01月 [査読有り]
     
    Multicanonical molecular-dynamics (McMD) simulation and Metadynamics (MetaD) are useful for obtaining the free-energies, and can be mutually complementary. We combined McMD with MetaD, and applied it to the conformational free energy calculations of a proline dipeptide. First, MetaD was performed along the dihedral angle at the prolyl bond and we obtained a coarse biasing potential. After adding the biasing potential to the dihedral angle potential energy, we conducted McMD with the modified potential energy. Enhanced sampling was achieved for all degrees-of-freedom, and the sampling of the dihedral angle space was facilitated. After reweighting, we obtained an accurate free energy landscape. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • 米澤 康滋; 中村春木; 下山紘充
    Journal of Chemical Physics 134 024 109  2011年01月 [査読有り]
     
    Wang-Landau法を簡単かつ効果的に分子動力学に適応する方法を考案して生体高分子に応用してその有用性を実証した。（英文）
  • Study on the Free Energy Landscape of Alanine-dimer peptide in Explicit Water using the Force-switching Wolf Method
    米澤 康滋; 中村春木; 下山紘充
    JSBi2010 2010 2010年12月 [査読有り]
     
    水中のアラニンペプチドの性質を新規に提案したWolf型ポテンシャルのシミュレーションで研究し高い精度の自由エネルギーが得られることを示した。（英文）
  • Reconstruction of 2D Free-energy Landscape of Protein from Multiscale Simulation
    下山紘充; 米澤 康滋; 中村春木
    JSBi2010 2010 P041.1 - P041.2 2010年12月 [査読有り]
     
    マルチレベル階層の分子動力学計算を練成させることで効率の良いサンプリングを生体高分子で実現する方法を検証した報告。（英文）
  • S. Yamanaka; S. Nishihara; K. Nakata; Y. Yonezawa; Y. Kitagawa; T. Kawakami; M. Okumura; T. Takada; H. Nakamura; K. Yamaguchi
    Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics 11 573 - 603 2010年10月 [査読有り]
  • Hiromitsu Shimoyama; Yasushige Yonezawa; Haruki Nakamura
    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 133 13 101  2010年10月 [査読有り]
     
    We propose a multiscale simulation method combining the efficiency of a coarse-grained model (CGM) and the accuracy of an all-atom model (AAM) for free-energy landscape calculation of protein systems. A protein's conformation space is quickly searched first using CGM. Then the obtained information is incorporated into AAM simulations. The free-energy landscape is subsequently obtained from AAM simulations. This method was tested on chignolin folding. The results demonstrated that the computational time was reduced by as much as 90%. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3483898]
  • Kamiya Narutoshi; Ikebe Jinzen; Umezawa Koji; Yonezawa Yasushige; Higo Junichi; Nakamura Haruki
    生物物理 50 2 S22  一般社団法人 日本生物物理学会 2010年
  • Yonezawa Yasushige; Shimoyama Hiromitsu; Nakamura Haruki
    生物物理 50 2 S96 - S97 一般社団法人 日本生物物理学会 2010年
  • 鷹野 優; 米澤 康滋; 藤田 祐一; 栗栖 源嗣; 中村 春木
    生物物理 50 2 S43 - S44 一般社団法人 日本生物物理学会 2010年
  • Shimoyama Hiromitsu; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki
    生物物理 50 2 S137  一般社団法人 日本生物物理学会 2010年
  • 米澤 康滋; 中村春木; 山中秀介
    生産と技術 62 1 89 - 91 大阪大学 2010年 
    次世代スーパーコンピューターを使った生体高分子計算化学の展望とQM/MMシミュレーションによる計算結果を紹介する報告
  • S. Yamanaka; S. Nishihara; K. Nakata; Y. Yonezawa; M. Okumura; T. Takada; H. Nakamura; K. Yamaguchi
    INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY 109 15 3811 - 3818 2009年12月 [査読有り]
     
    We implemented the resonating configuration interaction (Res-CI) approach with spin-unrestricted coupled-cluster (UCC) solutions as basis for ion-radical systems. In previous studies (Nishihara et al., Int J Quantum Chem 2008, 108, 2966; Nishihara et al., J Phys: Condens Matt 2009, 21, 064227), we showed that it is possible to satisfy an important condition proposed by Perdew et al. using Res-Cl based on two complementary spin-Unrestricted Hartree-Fock solutions. In this study, we extended the method to Res-Cl calculations based on UCC solutions (Res-CC Cl) for simple ion-radical systems, which is to our knowledge, a new type of ab initio method. We examined the asymmetric effects on whether the hole (or the excess electron) localizes at one site or delocalizes over two sites. The computational results of Res-CC Cl are compared with those of UCC, and the implications are discussed. (C) 2009 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem 109:3811-3818, 2009
  • QM/MM分子動力学シミュレーションの生体高分子への応用
    米澤 康滋
    SAR News SAR News 17 15 - 20 2009年10月 [査読有り]
     
    QM/MM分子動力学シミュレーションで生体高分子の機能構造を研究する実例をプロリンペプチドで紹介してその有用性を示した。
  • Rossen Apostolov; Yasushige Yonezawa; Daron M. Standley; Gota Kikugawa; Yu Takano; Haruki Nakamura
    BIOCHEMISTRY 48 25 5864 - 5873 2009年06月 [査読有り]
     
    Monoamine oxidase membrane enzymes are responsible for the catalytic breakdown of extra-and intracellular neurotransmitters and are targets for the development of central nervous system drugs. We analyzed the dynamics of rat MAOA by performing multiple independent molecular dynamics simulations of membrane-bound and membrane-free forms to clarify the relationship between the mechanics of the enzyme and its function, with particular emphasis on the significance of membrane attachment. Principal component analysis of the simulation trajectories as well as correlations in the fluctuations of the residues pointed to the existence of three domains that define the global dynamics of the protein. Interdomain anticorrelated movements in the membrane-bound system facilitated the relaxation of interactions between residues surrounding the substrate cavity and induced conformational changes which expanded the active site cavity and opened putative pathways for substrate uptake and product release. Such events were less pronounced in the membrane-free system due to differences in the nature of the dominant modes of motion. The presence of the lipid environment is suggested to assist in decoupling the interdomain motions, consistent with the observed reduction in enzyme activity under membrane-free conditions. Our results are also in accordance with mutational analysis which shows that modifications of interdomain hinge residues decrease the activity of rat MAOA in solution.
  • S. Nishihara; S. Yamanaka; K. Nakata; Y. Kitagawa; Y. Yonezawa; M. Okumura; H. Nakamura; T. Takada; K. Yamaguchi
    POLYHEDRON 28 9-10 1628 - 1633 2009年06月 [査読有り]
     
    We investigated several phenalenyl cationic dimer systems using ab initio methods. First, we examine the through-space cation dieter. The B3LYP method fails to describe the correct dissociation as in the case of usual cation dieters. On the other hand, the resonating broken symmetry configuration interaction (Res-BS CI) method based on unrestricted Hartree-Fock solutions yields the correct potential surface and correct charge distributions. Furthermore, we investigated though-bond interactions of the phenalenyl cationic dimer via acetylene and ethylene bridges. The results are considerably different from those of the though-space case, implying that these bridging units play important roles to determine charge and spin distributions. Judging from these results, different bridges-or-stacks lead to different hole behaviors, indicating the possibility of various electronic functionalities of hole-doped phenalenyl compounds. In particular, the acetylene bridge is expected to enhance the conductivity of the hole-doped phenalenyl compounds. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Higo Junichi; Kamiya Narutoshi; Sugihara Takanori; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki
    Chemical Physics Letters 473 4-6 326 - 329 Elsevier 2009年05月 [査読有り]
  • Yasushige Yonezawa; Kazuto Nakata; Kota Sakakura; Toshikazu Takada; Haruki Nakamura
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 131 12 4535 - 4540 2009年04月 [査読有り]
     
    The cis-trans isomerization of the peptide bond preceding a proline plays important roles in protein folding and biological function. Although many experimental and theoretical studies have been done, the mechanism has not yet been clearly elucidated. We studied the cis-trans isomerization of the proline dipeptide (Ace-Pro-NMe) in explicit water by molecular dynamics simulations using a combined potential derived from ab initio quantum mechanics and empirical molecular mechanics. We obtained the free energy landscape during the isomerization by using the umbrella sampling method. The free energy landscape is in good accordance with previous experimental and theoretical values. We observed that in the middle of the isomerization, the prolyl nitrogen transiently takes pyramidal conformations in two polarized directions and that, simultaneously, the prolyl C-N bond extends. We show that these geometrical changes cooperatively transform the prolyl nitrogen from a sp(2)-hybridized electronic state into a sp(3)-hybridized one, and thus realize a transition state that reduces the rotational barriers separating the cis- and trans-states. We also found that the hydration of the prolyl nitrogen stabilizes the negative pyramidal conformation, while an intramolecular interaction mainly stabilizes the positive one. Fluctuations in the polarity and magnitude of the pyramidal conformation during the isomerization are interpreted as a competition between the hydrogen-bonding partners for the prolyl nitrogen between different sides of the pyrrolidine ring.
  • 米澤 康滋; 鷹野 優; 山崎 秀樹; 山中 秀介
    生物物理 49 S15  一般社団法人 日本生物物理学会 2009年
  • Nakata Kazuto; Yonezawa Yasushige; Yamanaka Shusuke; Takada Toshikazu; Nakamura Haruki
    生物物理 49 S79  一般社団法人 日本生物物理学会 2009年
  • Ikebe Jinzen; Umezawa Koji; Higo Junichi; Kamiya Narutoshi; Sugihara Takanori; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki
    生物物理 49 S73  一般社団法人 日本生物物理学会 2009年
  • Shimoyama Hiromitsu; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki
    生物物理 49 S112  一般社団法人 日本生物物理学会 2009年
  • S. Nishihara; S. Yamanaka; K. Kusakabe; K. Nakata; Y. Yonezawa; H. Nakamura; T. Takada; K. Yamaguchi
    Journal of Physics Condensed Matter 21 6 64227 - 64423 2009年 [査読有り]
     
    The correct description for ion-radical systems has recently attracted much attention from density functional theory (DFT) researchers. Although several hybridization schemes using exact (Hartree-Fock) exchange and DFT exchange-correlation functionals have been proposed, it has been reported that such treatments do not work for the description of ion-radical systems. In this study we show that combining the exact exchange term in the Kohn-Sham DFT (or the Hartree-Fock equation) with the following resonating configuration interaction method is effective for the description of double-exchange type molecular magnetic interactions. The results are analyzed in relation to the 'many-electron self-interaction' concept that was recently proposed by DFT researchers. © 2009 IOP Publishing Ltd.
  • Gota Kikugawa; Rossen Apostolov; Narutoshi Kamiya; Makoto Taiji; Ryutaro Himeno; Haruki Nakamura; Yasushige Yonezawa
    JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY 30 1 110 - 118 2009年01月 [査読有り]
     
    We describe the application of a special purpose board for molecular dynamics simulations, named MDGRAPE-3, to the problem of simulating periodic bio-molecular systems. MDGRAPE-3 is the latest board in a series of hardware accelerators designed to calculate the nonbonding long-range interactions much more rapidly than normal processors. So far, MDGRAPEs were mainly applied to isolated systems, where very many nonbonded interactions were calculated without any distance cutoff. However, in order to regulate the density and pressure during simulations of membrane embedded protein systems, one has to evaluate interactions under periodic boundary conditions. For this purpose, we implemented the Particle-Mesh Ewald (PME) method, and its approximation with distance cutoffs and charge neutrality as proposed by Wolf et al., using MDGRAPE-3. When the two methods were applied to simulations of two periodic biomolecular systems, a single MDGRAPE-3 achieved 30-40 times faster computation times than a single conventional processor did in the both cases. Both methods are shown to have the same molecular structures and dynamics of the systems. (C) 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Comput Chem 30: 110-118, 2009
  • S. Nishihara; S. Yamanaka; T. Ukai; K. Nakata; K. Kusakabe; Y. Yonezawa; H. Nakamura; T. Takada; K. Yamaguchi
    INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY 108 15 2966 - 2977 2008年12月 [査読有り]
     
    The resonating broken-symmetry configuration interaction (RBS-CI) approach, in which we employ two Spin-Unrestricted Hartree-Fock (UHF) solutions as the basis, is applied for the ion-radical systems. The RBS-CI results are compared with those of UHF, various hybrid density functional theory (DFT), and CASSCF-DFT. The hybrid DFT leads to the spurious delocalized state as is well known, whereas the UHF to the localized state. The CASSCF-DFT results show that the excess electron localized, missing the spatial symmetry of the systems. On the other hand, the Res-HF Cl results satisfy the spatial symmetry as well as the Perdew, Parr, Levy, and Balduz's relation implying that this method is so-called many-electron self-interaction free (ME-SIF), whereas all other method,; are not ME-SIF. These results suggest that the RBS-CI approach will become not only a powerful ab initio approach, but also a guideline to construct a new exchange-correlation functional of hybrid-DFT, for the ion-radical systems. (C) 2008 Wilev Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem 108: 2960-2977, 2008
  • Ikuo Fukuda; Yasushige Yonezawa; Haruki Nakamura
    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 77 11 14301 - 14305 2008年11月 
    We investigate the charge-neutralized summation method proposed by Wolf et al. for evaluating in a very simple manner the electrostatic interaction of a point particle system. We argue conceptional and problematic aspects encountered in the application of this method to molecular dynamics calculation. A novel molecular-dynarnics formulation for this method is then proposed and we describe how it resolves formal and practical difficulties in previous approaches. Theoretically consistent force. pairwise potential, and the total energy including it Suitable energy correction accompanied by a potential-function deformation are given. To clarify the new concept, the relationship between the char'le neutrality and the mirror-image charge expression is discussed.
  • Yonezawa Yasushige; Kamiya Narutoshi; Nakamura Haruki
    生物物理 48 S133  一般社団法人 日本生物物理学会 2008年
  • Shimoyama Hiromitsu; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki
    生物物理 48 S32  一般社団法人 日本生物物理学会 2008年
  • Ikuo Fukuda; Yasushige Yonezawa; Haruki Nakamura
    COMPLEX SYSTEMS-BOOK 1 982 792 - + 2008年 [査読有り]
     
    We present results from a recently developed new molecular dynamics method to calculate electrostatic interaction of point particle systems. This method is very simple, which is based on the charge neutralized pairwise summation developed by Wolf et al., while solves problems presented in previous similar approaches and consistently gives the force, potential, and the total energy of the system.
  • Narutoshi Kamiya; Yasushige Yonezawa; Haruki Nakamura; Junichi Higo
    PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS 70 1 41 - 53 2008年01月 [査読有り]
     
    Flexible docking between a protein (lysozyme) and an inhibitor (tri-N-acetyl-D-glucosamine, tri-NAG) was carried out by an enhanced conformational sampling method, multicanonical molecular dynamics simulation. We used a flexible all-atom model to express lysozyme, tri-NAG, and water molecules surrounding the two bio-molecules. The advantages of this sampling method are as follows: the conformation of system is widely sampled without trapping at energy minima, a thermally equilibrated conformational ensemble at an arbitrary temperature can be reconstructed from the simulation trajectory, and the thermodynamic weight can be assigned to each sampled conformation. During the simulation, exchanges between the binding and free (i.e., unbinding) states of the protein and the inhibitor were repeatedly observed. The conformational ensemble reconstructed at 300 K involved various conformational clusters. The main outcome of the current study is that the most populated conformational cluster (i.e., the cluster of the lowest free energy) was assigned to the native complex structure (i.e., the X-ray complex structure). The simulation also produced non-native complex structures, where the protein and the inhibitor bound with different modes from that of the native complex structure, as well as the unbinding structures. A free-energy barrier (i.e., activation free energy) was clearly detected between the native complex structures and the other structures. The thermal fluctuations of tri-NAG in the lowest free-energy complex correlated well with the X-ray B-factors of tri-NAG in the X-ray complex structure. The existence of the free-energy barrier ensures that the lowest free-energy structure can be discriminated naturally from the other structures. In other words, the multicanonical molecular dynamics simulation can predict the native complex structure without any empirical objective function. The current study also manifested that the flexible all-atom model and the physicochemically defined atomic-level force field can reproduce the native complex structure. A drawback of the current method is that it requires a time consuming computation due to the exhaustive conformational sampling. We discussed a possibility for combining the current method with conventional docking methods.
  • K. ICHIKAWA; S. DATE; S. KRISHNAN; W. LI; K. NAKATA; Y. YONEZAWA; H. NAKAMURA; S. SHIMOJO
    GCA 2007 2007年05月
  • Apostolov Rossen; 米沢 康滋; 中村 春木
    生物物理 47 S53  一般社団法人 日本生物物理学会 2007年
  • 米澤 康滋; 神谷 成敏; 中村 春木
    生物物理 47 S35  一般社団法人 日本生物物理学会 2007年
  • Daron M. Standley; 米澤 康滋; 中村春木; 後藤
    FEBS Letters 580 26 6199 - 6205 2006年11月 [査読有り]
     
    ベータ２ミオグロビンのアミロイド繊維形成過程とその溶媒効果に関する分子動力学シミュレーションと分子モデリングによる研究から形成過程を明らかにし溶媒の重要性を示した報告(英文）
  • 米澤 康滋; 中村春木; 中田一人; 高田俊
    Chemical Physics Letters 428 1-3 73 - 77 2006年09月 [査読有り]
     
    ベンゼン分子と水分子を分子軌道法で取り扱い、周りに配置し水分子を分子力場で取り扱うQM/MMシミュレーションでこの弱い相互作用の熱力学的自由エネルギーを精密決定し実験値のと一致を確認した報告（英文）
  • Apostolov Rossen; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki
    生物物理 46 2 S289  一般社団法人 日本生物物理学会 2006年
  • Kikugawa Gota; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki; Himeno Ryutaro
    生物物理 46 2 S291  一般社団法人 日本生物物理学会 2006年
  • Yonezawa Yasushige; Kamiya Narutoshi; Nakamura Haruki
    生物物理 46 2 S160  一般社団法人 日本生物物理学会 2006年
  • Kamiya Narutoshi; Yonezawa Yasushige; Nakamura Haruki
    生物物理 46 2 S158  一般社団法人 日本生物物理学会 2006年
  • 神谷 成敏; 米澤 康滋; 中村 春木
    生物物理 45 S32  一般社団法人 日本生物物理学会 2005年
  • 神谷 成敏; 米澤 康滋; 中村 春木
    生物物理 45 S33  一般社団法人 日本生物物理学会 2005年
  • 米澤 康滋; 中田 一人; 高田 俊和; 中村 春木
    生物物理 45 S144  一般社団法人 日本生物物理学会 2005年
  • Apostolov Rossen; 米澤 康滋; 鷹野 優; 中村 春木
    生物物理 45 S232  一般社団法人 日本生物物理学会 2005年
  • "機能分散型生体高分子シミュレーション実行環境"
    市川昊平; 伊達進; 中田一人; 米澤康滋; Rossen Apostolov; 中村春木; 下條真司
    並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ 2004年10月 [査読有り]
  • S Fujiwara; F Matsumoto; Y Yonezawa
    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 331 1 21 - 28 2003年08月 [査読有り]
     
    Various proteins have been shown to form various aggregated structures including the filamentous aggregates known as amyloid fibrils depending on the solution conditions. Hen egg white lysozyme (HEWL) is one of the proteins that form the amyloid fibrils. To gain insight into the mechanism of this polymorphism of the aggregated structures, we employed a model system consisting of HEWL, pure water, and ethanol, and investigated the kinetic process of the fibril formation in various salt concentrations with time-resolved neutron scattering. It was shown that by addition of NaCl in a range between 0.3 mM and 1.0 mM to HEWL solution in 90% ethanol, gelation occurred, and this gelation proceeded through a two-step process: the lateral association of the protofilaments, followed by the cross-linking of these fibrils formed. Both the structures of the fibrils and the rate of the gelation depended on NaCl concentration. The average structures of the fibrils formed at 1.0 mM NaCl were characterized by the radius of gyration of their cross-section (45.9(+/-0.4)Angstrom) and the number of the protofilaments within the fibril (4.10(+/-0.12)), corresponding to the mature amyloid fibrils. A range of intermediate structures was formed below 1 mM NaCl. Above 2 mM NaCl, precipitation occurred because of the formation of amorphous aggregates. Here the branch point to the formation of the mature amyloid fibrils or to the amorphous aggregates was after the formation of the protofilaments. Sensitivity of the aggregated structures to salt concentration suggests that electrostatic interaction plays an essential role in the formation of these structures. The structural diversity both in the fibrils and the aggregated structures of the fibrils can be interpreted in terms of the difference in the degree of the electrostatic shielding at different salt concentrations. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Y Yonezawa; S Tanaka; T Kubota; K Wakabayashi; K Yutani; S Fujiwara
    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 323 2 237 - 251 2002年10月 [査読有り]
     
    It is known that hen egg white lysozyme (HEWL) forms amyloid fibrils. Since HEWL is one of the proteins that have been studied most extensively and is closely related to human lysozyme, the variants of which form the amyloid fibrils that are related to hereditary systemic amyloidosis, this protein is an ideal model to study the mechanism of amyloid fibril formation. In order to gain an insight into the mechanism of amyloid fibril formation, systematic and detailed studies to detect and characterize various structural states of HEWL were conducted. Since HEWL forms amyloid fibrils in highly concentrated ethanol solutions, solutions of various concentrations of HEWL in various concentrations of ethanol were prepared, and the structures of HEWL in these solutions were investigated by small-angle X-ray and neutron scattering. It was shown that the structural states of HEWL were distinguished as the monomer state, the state of the dimer formation, the state of the protofilament formation, the protofilament state, and the state towards the formation of amyloid fibrils. A phase diagram of these structural states was obtained as a function of protein, water and ethanol concentrations. It was found that under the monomer state the structural changes of HEWL were not gross changes in shape but local conformational changes, and the dimers, formed by the association at the end of the long axis of HEWL, had an elongated shape. Circular dichroism measurements showed that the large changes in the secondary structures of HEWL occurred during dimer formation. The protofilaments were formed by stacking of the dimers with their long axis (nearly) perpendicular to and rotated around the protofilament axis to form a helical structure. These protofilaments were characterized by their radius of gyration of the cross-section of 2.4 nm and the mass per unit length of 16,000(+/-2300) Da/ nm. It was shown that the changes of the structural states towards the amyloid fibril formation occurred via lateral association of the protofilaments. A pathway of the amyloid fibril formation of HEWL was proposed from these results. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
  • Neutron Crystallography of Hen Egg-White Lysozyme at pH4.9.
    米澤康滋
    J. Phy. Soc. Jpn Suppl. A. 403 - 405 2001年11月 [査読有り]
  • Shinpei Tanaka; Yutaka Oda; Mitsuo Ataka; Kazuo Onuma; Satoru Fujiwara; Yasushige Yonezawa
    Biopolymers 59 5 370 - 379 2001年10月 [査読有り]
     
    We applied dynamic light scattering technique on the model system of hen egg lysozyme in salt-free aqueous ethanol solution to study the mechanism of denaturation and aggregation of protein. At low ethanol concentration [0-63% (v/v)], the fast relaxation mode was observed, which was caused by lysozyme molecules in the solution interacting with each other with strong repulsive electrostatic force. At 45 and 63% (v/v) ethanol, the slow relaxation mode was also observed, which showed translational diffusive nature, similar to that observed in salt-free polyelectrolyte solution. At 72 or 81% (v/v) ethanol, the slow mode disappeared, leaving only the fast mode. However, the mutual diffusion coefficients obtained from the fast mode at 72 and 81% (v/v) ethanol decreased by about one order of magnitude compared with those from the fast mode at 0-63% (v/v). The reported alcohol-induced conformational transformation of lysozyme molecules at > 60% (v/v) ethanol from their native structure to an α-helix-rich structure might cause such drastic decrease in the mutual diffusion coefficients. At the highest ethanol concentration of 90% (v/v), the slow mode reappeared, and its relaxation rate was decreasing with elapsed time, which is possibly due to the growth of aggregates of lysozyme molecules. X-ray diffraction results suggested that the intermolecular β-sheet formation caused the aggregation. Thus, our results indicated that the change in molecular structure of lysozyme closely relates to the diffusion of molecules and their aggregation. © 2001 John Wiley & Sons, Inc.
  • 米澤康滋
    Physics Letters B 501 3-4 183 - 190 2001年03月 [査読有り]
     
    An experimental study was carried out for J/ψ production in a two-photon process using the VENUS detector at the TRISTAN e+e- collider. The study was based on 357 pb-1 data at an average e+e- center-of-mass energy of 58 GeV. No significant signal was observed, and the upper limit of the production cross section was obtained. © 2001 Published by Elsevier Science B.V.
  • 米澤康滋
    Phys.Lett.B 447 1-2 167 - 177 1999年02月 [査読有り]
     
    The total hadronic cross section in e(+)e(-) annihilation has been measured at root s = 57.77 GeV using 290 pb(-1) data sample collected with the VENUS detector at KEK TRISTAN. The cross section obtained is 140.3 +/- 1.8 pb for s'/s greater than or equal to 0.5, where s' is the square of the invariant mass of the final state hadrons. The present result together with the recent results from the LEP collaborations is used to determine the hadronic gamma - Z(0) interference parameter, j(had)(tot), to be 0.196 +/- 0.083. The result is in good agreement with the Standard Model prediction of 0.220. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
  • 米澤 康滋; 藤原 悟; 長尾 道広
    生物物理 39 S183  一般社団法人 日本生物物理学会 1999年
  • S. Fujiwara; Y. Yonezawa
    Journal of Physics and Chemistry of Solids 60 8 1393 - 1395 1999年 [査読有り]
     
    Small-angle neutron scattering experiments of the DNA-binding protein HU have been performed. It is suggested from the molecular weight estimation of HU in H2O and the analysis of the scattering curves of HU at various concentrations in D2O that HU is in equilibrium between dimers and tetramers in solution. Comparison with the atomic coordinates of the HU dimer determined with NMR suggested that the distance between the center of gravity of the dimers in the HU tetramer is about 4 nm.
  • 米澤康滋
    Phys. Rev. D 57 5345 - 5362 The American Physical Society 1998年11月 [査読有り]
  • S Odaka; K Abe; K Amako; Y Arai; Y Asano; M Chiba; Y Chiba; M Daigo; M Fukawa; Y Fukushima; J Haba; H Hamasaki; Y Hemmi; M Higuchi; T Hirose; Y Homma; N Ishihara; Y Iwata; J Kanzaki; R Kikuchi; T Kondo; TT Korhonen; H Kurashige; EK Matsuda; T Matsui; K Miyake; S Mori; Y Nagashima; Y Nakagawa; T Nakamura; Nakano, I; K Ogawa; T Ohama; T Ohsugi; H Ohyama; K Okabe; A Okamoto; A Ono; J Pennanen; H Sakamoto; M Sakuda; M Sato; N Sato; M Shioden; J Shirai; T Sumiyoshi; Y Takada; F Takasaki; M Takita; N Tamura; K Tobimatsu; T Tsuboyama; S Uehara; Y Unno; T Watanabe; Y Watase; F Yabuki; Y Yamada; T Yamagata; Y Yonezawa; H Yoshida
    PHYSICAL REVIEW LETTERS 81 12 2428 - 2431 1998年09月 [査読有り]
     
    The q(2) running of effective QED coupling alpha(q(2)) is measured in a spacelike region, (10 GeV)(2) less than or equal to -q(2) less than or equal to (54 GeV)(2), using Bhabha-scattering and muon-pair production data at e(+)e(-) collisions with a center-of-mass energy of 57.77 GeV. The result verifies the prediction of a theoretical estimation with a precision of better than 1% in terms of alpha(q(2))/alpha(t(0)) with t(0) = -(10 GeV)(2).
  • 大山 博史
    Phys.Lett.B423:1998 pp.407～418 423 3-4 407 - 418 1998年03月 [査読有り]
     
    The charged-particle multiplicity is measured for b-quark and light-quark (u, d, s) events in e+e- annihilation at √s = 58 GeV. Two independent methods, lepton tagging and decay-length tagging, are applied to enrich b-quark events. These methods provide event samples having different concentrations of b-quark events. The mean charged multiplicity is measured to be 19.38 ± 0.27 ± 0.84 for b-quark events, and 15.91 ± 0.04 ± 0.70 for light-quark events. The results are compared with predictions of phenomenological and theoretical models. © 1998 Published by Elsevier Science B.V.
  • S Fujiwara; Y Karasawa; Tanaka, I; Y Minezaki; Y Yonezawa; N Niimura
    PHYSICA B 241 207 - 209 1997年12月 [査読有り]
     
    Neutron imaging plates (NIPs), developed recently, have a good spatial resolution and availability of a large sensitive area. The NIPs having such characteristics may be particularly useful for neutron-diffraction measurements of biological macromolecules. We have constructed a neutron diffractometer dedicated to crystallography of biological macro-molecules using the NIP, in the guide hall of the reactor JRR-3M at Japan Atomic Energy Research Institute. Neutrons are monochromatized with an elastically-bent-silicon monochromator (lambda = 0.22 nm). The diffraction patterns are detected with the NIP of 400 x 520 mm(2) at a distance of 150-300 mm from a sample crystal. A sequence of the measurements (exposure, reading the NIP, erasure of the pattern, and starting the next exposure) is done automatically. We measured the diffraction patterns from hen egg-white lysozyme crystals, and obtained the patterns which can be processed to derive integrated intensity of each diffraction spot. (C) 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
  • H. Hamasaki; K. Abe; K. Amako; Y. Arai; Y. Asano; M. Chiba; Y. Chiba; M. Daigo; M. Fukawa; Y. Fukushima; J. Haba; H. Hanai; Y. Hemmi; M. Higuchi; T. Hirose; Y. Homma; N. Ishihara; Y. Iwata; J. Kanzaki; R. Kikuchi; T. Kondo; T. T. Korhonen; H. Kurashige; E. K. Matsuda; T. Matsui; K. Miyake; S. Mori; Y. Nagashima; Y. Nakagawa; T. Nakamura; I. Nakano; S. Odaka; K. Ogawa; T. Ohama; T. Ohsugi; H. Ohyama; K. Okabe; A. Okamoto; A. Ono; J. Pennanen; H. Sakamoto; M. Sakuda; M. Sato; N. Sato; M. Shioden; J. Shirai; T. Sumiyoshi; Y. Takada; F. Takasaki; M. Takita; N. Tamura; D. Tatsumi; K. Tobimatsu; T. Tsuboyama; S. Uehara; Y. Unno; T. Watanabe; Y. Watase; F. Yabuki; Y. Yamada; T. Yamagata; Y. Yonezawa; H. Yoshida; K. Yusa
    Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics 407 2 185 - 192 1997年08月 [査読有り]
     
    The cross section of the γγ → pp̄ reaction was measured at two-photon center-of-mass energy (Wγγ) between 2.2 and 3.3 GeV, using the two-photon process at an e+ e- collider, TRISTAN. The Wγγ dependence of the cross section integrated over a c.m. angular region of |cos θ*| < 0.6 is in good agreement with the previous measurements and the theoretical prediction based on diquark model in the high Wγγ region. © 1997 Published by Elsevier Science B.V.
  • Measurement of the charged multiplicity of bottom and light quark events in e+e- annihilation at √s=58GeV.
    米澤康滋
    Phys. Lett.B 423 185 - 192 1997年07月 [査読有り]
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 403 1-2 155 - 162 1997年06月 [査読有り]
     
    The polarization of τ leptons in the reaction e+e- → τ+τ- has been measured using a e+e- collider, TRISTAN, at the center-of-mass energy of 58 GeV. From the kinematical distributions of daughter particles in τ → eνν̄, μνν̄, ρν or π(K)ν decays, the average polarization of τ- and its forward-backward asymmetry have been evaluated to be 0.012±0.058 and 0.029±0.057, respectively. © 1997 Published by Elsevier Science B.V.
  • 米澤康滋
    Z. Phys. C 75 2 209 - 214 1997年06月 [査読有り]
     
    Using the VENUS detector at TRISTAN we have investigated the charm-quark production by detecting D*(+/-) mesons in the two-photon process of e(+)e(-) collisions. The study has confirmed that the charm-quark production rate is larger than that predicted from direct c (c) over bar production alone. The distribution of the transverse momentum of the D*(+/-) mesons and the forward energy flow associated with the D*(+/-) production suggest that the main part of the observed excess comes from the contribution of a resolved photon process.
  • T Arima; S Odaka; K Ogawa; J Shirai; T Tsuboyama; N Hosoda; M Miura; K Abe; K Amako; Y Arai; Y Asano; M Chiba; Y Chiba; M Daigo; M Fukawa; Y Fukushima; J Haba; H Hamasaki; H Hanai; Y Hemmi; M Higuchi; T Hirose; Y Homma; N Ishihara; Y Iwata; J Kanzaki; R Kikuchi; T Kondo; TT Korhonen; H Kurashige; EK Matsuda; T Matsui; K Mikaye; S Mori; Y Nagashima; Y Nakagawa; T Nakamura; Nakano, I; T Ohama; T Ohsugi; H Ohyama; K Okabe; A Okamoto; A Ono; J Pennanen; H Sakamoto; M Sakuda; M Sato; N Sato; M Shioden; T Sumiyoshi; Y Takada; F Takasaki; M Takita; N Tamura; D Tatsumi; K Tobimatsu; S Uehara; Y Unno; T Watanabe; Y Watase; F Yabuki; Y Yamada; T Yamagata; Y Yonezawa; H Yoshida; K Yusa
    PHYSICAL REVIEW D 55 1 19 - 39 1997年01月 [査読有り]
     
    Bhabha scattering at a center-of-mass energy of 57.77 GeV has been measured using the VENUS detector at KEK TRISTAN. The precision is better than 1% in scattering angle regions of \cos theta\less than or equal to 0.743 and 0.822 less than or equal to cos theta less than or equal to 0.968. A model-independent scattering-angle distribution is extracted from the measurement. The distribution is in good agreement with the prediction of the standard electroweak theory. The sensitivity to underlying theories is examined, after unfolding the photon-radiation effect. The q(2) dependence of the photon vacuum polarization, frequently interpreted as a running of the QED fine-structure constant, is directly observed with a significance of three standard deviations. The Z(0) exchange effect is clearly seen when the distribution is compared with the prediction from QED (photon exchanges only). The agreement with the standard theory leads us to constraints on extensions of the standard theory. In all quantitative discussions, correlations in the systematic error between angular bins are taken into account by employing an error matrix technique.
  • T. Arima; S. Odaka; K. Ogawa; J. Shirai; T. Tsuboyama; N. Hosoda; M. Miura; K. Abe; K. Amako; Y. Arai; Y. Asano; M. Chiba; Y. Chiba; M. Daigo; M. Fukawa; Y. Fukushima; J. Haba; H. Hamasaki; H. Hanai; Y. Hemmi; M. Higuchi; T. Hirose; Y. Homma; N. Ishihara; Y. Iwata; J. Kanzaki; R. Kikuchi; T. Kondo; T. T. Korhonen; H. Kurashige; E. K. Matsuda; T. Matsui; K. Mikaye; S. Mori; Y. Nagashima; Y. Nakagawa; T. Nakamura; I. Nakano; T. Ohama; T. Ohsugi; H. Ohyama; K. Okabe; A. Okamoto; A. Ono; J. Pennanen; H. Sakamoto; M. Sakuda; M. Sato; N. Sato; M. Shioden; T. Sumiyoshi; Y. Takada; F. Takasaki; M. Takita; N. Tamura; D. Tatsumi; K. Tobimatsu; S. Uehara; Y. Unno; T. Watanabe; Y. Watase; F. Yabuki; Y. Yamada; T. Yamagata; Y. Yonezawa; H. Yoshida; K. Yusa
    Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology 55 1 19 - 39 1997年 [査読有り]
     
    Bhabha scattering at a center-of-mass energy of 57.77 GeV has been measured using the VENUS detector at KEK TRISTAN. The precision is better than 1% in scattering angle regions of cosθ�0.743 and 0.822�cosθ�0.968. A model-independent scattering-angle distribution is extracted from the measurement. The distribution is in good agreement with the prediction of the standard electroweak theory. The sensitivity to underlying theories is examined, after unfolding the photon-radiation effect. The [Formula presented] dependence of the photon vacuum polarization, frequently interpreted as a running of the QED fine-structure constant, is directly observed with a significance of three standard deviations. The [Formula presented] exchange effect is clearly seen when the distribution is compared with the prediction from QED (photon exchanges only). The agreement with the standard theory leads us to constraints on extensions of the standard theory. In all quantitative discussions, correlations in the systematic error between angular bins are taken into account by employing an error matrix technique. © 1997 The American Physical Society.
  • S. Fujiwara; Y. Karasawa; I. Tanaka; Y. Minezaki; Y. Yonezawa; N. Niimura
    Physica B: Condensed Matter 241-243 207 - 209 1997年 [査読有り]
     
    Neutron imaging plates (NIPs), developed recently, have a good spatial resolution and availability of a large sensitive area. The NIPs having such characteristics may be particularly useful for neutron-diffraction measurements of biological macromolecules. We have constructed a neutron diffractometer dedicated to crystallography of biological macromolecules using the NIP, in the guide hall of the reactor JRR-3M at Japan Atomic Energy Research Institute. Neutrons are monochromatized with an elastically-bent-silicon monochromator (λ = 0.22 nm). The diffraction patterns are detected with the NIP of 400 × 520 mm2 at a distance of 150-300 mm from a sample crystal. A sequence of the measurements (exposure, reading the NIP, erasure of the pattern, and starting the next exposure) is done automatically. We measured the diffraction patterns from hen egg-white lysozyme crystals, and obtained the patterns which can be processed to derive integrated intensity of each diffraction spot. © 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
  • 米澤康滋
    Z. Phys. C 69 4 597 - 606 1996年02月 [査読有り]
     
    Inclusive baryon-antibaryon pair production was studied in two-photon events which were collected at the e(+)e(-) collider TRISTAN, and correspond to an integrated luminosity of 303 pb(-1). Correlations between a baryon and an antibaryon were studied for their flavors (p or Lambda) and their momentum vectors. The experimental results were compared with the expectations from a jet-fragmentation Monte Carlo simulation. We have found that although the ratios of the cross sections of different baryon-flavor combinations are consistent with the Monte Carlo expectations, the cross section shows an excess over the Monte Carlo expectation in a low invariant-mass region of final-state particles at large angles, that indicates a significant contribution from higher-order QCD or non-perturbative effects. The experimental data show no narrow azimuthal-angle correlation, which is expected from a jet-fragmentation Monte Carlo. A search for exclusive Lambda pair production has also been made. We have no candidates and have obtained the upper limit for the cross section.
  • Kaonic Hydrogen X-ray Experiment at KEK.
    米澤康滋
    Nuclear Physics A 585 239 - 246 1995年08月 [査読有り]
  • 米澤康滋
    J. Phys. Soc. Jpn. 64 2 435 - 447 1995年 [査読有り]
     
    We measured the cross section for the γγ→π+π− process in the pion pair invariant mass range of 1.0–1.5 GeV/c2 with the VENUS detector at TRISTAN. The γγ decay width of the f2 (1270) resonance was obtained by using Vermaseren's model and a partial wave analysis. The results from both analyses were in good agreement. The partial wave analysis indicated the presence of a J=0 component around at 1.2 GeV/c2 with a resonance-like structure. © 1995, THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN. All rights reserved.
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 331 1-2 211 - 216 1994年06月 [査読有り]
     
    We have studied single photon production in e+ e- annihilation based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 164.1 pb-1 at s=58 GeV. The single photon yield is consistent with the prediction of the standard model with three light neutrino species. No anomalous signal has been observed. From this result left- and right-handed scalar electrons in the mass degenerate case are excluded at 90% CL below 44.4 GeV/c2 for the massless photino. © 1994.
  • S. Uehara; K. Abe; K. Amako; Y. Arai; T. Arima; Y. Asano; M. Chiba; Y. Chiba; M. Daigo; M. Fukawa; Y. Fukushima; J. Haba; H. Hanai; Y. Hemmi; M. Higuchi; F. Hinode; T. Hirose; Y. Homma; N. Hosoda; N. Ishihara; Y. Iwata; N. Kanda; N. Kanematsu; J. Kanzaki; R. Kikuchi; T. Kondo; T. T. Korhonen; A. Krüger; H. Kurashige; J. MacNaughton; E. K. Matsuda; T. Matsui; M. Miura; K. Miyake; S. Mori; Y. Nagashima; Y. Nakagawa; T. Nakamura; I. Nakano; S. Odaka; K. Ogawa; T. Ohama; T. Ohsugi; H. Ohyama; A. Okamoto; A. Ono; T. Oyama; H. Sakamoto; M. Sakuda; M. Sato; N. Sato; M. Shioden; J. Shirai; M. Shirakata; T. Sumiyoshi; A. Suzuki; Y. Takada; H. Takaki; F. Takasaki; M. Takita; N. Tamura; K. Tobimatsu; T. Tsuboyama; Y. Unno; M. Utsumi; Y. Watase; F. Yabuki; Y. Yamada; T. Yamagata; Y. Yamamoto; Y. Yonezawa; H. Yoshida
    Zeitschrift für Physik C Particles and Fields 63 2 213 - 218 1994年06月 [査読有り]
     
    Experimental studies of open charm production in two-photon processes have been performed. In the measurement, charmed hadrons were identified by electrons from their semi-leptonic decays. The result was compared with calculations based on the direct process and photon-gluon fusion process by resolved photons. We found that the effect of the gluon component in a photon is substantial in the observed events. © 1994 Springer-Verlag.
  • 米澤康滋
    Phys. Lev. Lett. 72 21 3313 - 3316 1994年 [査読有り]
     
    A search has been made for a light scalar top squark (t1), which has remained unexcluded by previous e+e- experiments up to the Z0 pole. By assuming the decay t1→c+Z1 (lightest neutralino), e+e- annihilation data at Ec.m.=58 GeV have been analyzed. The number of events comprising large-acoplanarity particle groups is consistent with that expected from known processes. We excluded t1 in the mass range 7.6-28.0 GeV/c2 and Z1 with a mass very close to the kinematical limit at the 95% C.L. © 1994 The American Physical Society.
  • F. Hinode; K. Abe; K. Amako; Y. Arai; T. Arima; Y. Asano; M. Chiba; Y. Chiba; M. Daigo; M. Fukawa; Y. Fukushima; J. Haba; Y. Hemmi; M. Higuchi; T. Hirose; Y. Homma; Y. Hoshi; N. Hosoda; N. Ishihara; N. Kanda; E. Kanatani; N. Kanematsu; J. Kanzaki; R. Kikuchi; T. T. Korhonen; T. Kondo; A. E. Krüger; H. Kurashige; J. MacNaughton; T. Matsui; M. Miura; K. Miyake; S. Mori; Y. Nagashima; T. Nakamura; I. Nakano; S. Odaka; T. Ogawa; T. Ohama; T. Ohsugi; A. Okamoto; A. Ono; T. Oyama; H. Ohyama; H. Sakamoto; M. Sakuda; M. Sato; N. Sato; M. Shioden; J. Shirai; M. Shirakata; T. Sumiyoshi; A. Suzuki; Y. Takada; H. Takaki; F. Takasaki; M. Takita; N. Tamura; K. Tobimatsu; T. Tsuboyama; S. Uehara; Y. Unno; M. Utsumi; Y. Watase; F. Yabuki; Y. Yamada; T. Yamagata; Y. Yonezawa; H. Yoshida
    Physics Letters B 313 1-2 245 - 252 1993年08月 [査読有り]
     
    We have studied the production of charged D* mesons in e+ e- annihilation at an average center-of-mass energy of 58.0 GeV. Charged D* mesons were identified using two independent methods the mass-difference method and the detection of the low transverse-momentum pion. The forward-backward asymmetry of the charm quark production was measured to be Ac= -0.61±0.13(stat.)±0.08(syst.). The cross section of inclusive D* production was found to be σ(e+ e-→D* ±+X) = 24.5 ± 5.3 (stat.)±3.0(syst.) pb. If we assume the standard model prediction for the charm quark production, we obtain the branching ratio for the charm quark to produce a charged D* meson to be Br(c→D*+ + X) = (22±5(stat.)±3(syst.))%. © 1993.
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 313 1-2 288 - 298 1993年08月 [査読有り]
     
    We have studied c (charm) and b (bottom) quark production at the TRISTAN energy region by tagging prompt electrons from the semileptonic decays. Electrons were identified over a wide momentum range between 1 and 29 GeV/c by a transition-radiation-detector in addition to a lead-glass calorimeter. The production cross sections of c and b quarks and the mean values of the fragmentation functions for c and b quarks were obtained as sigma(c) = 55.9 +/- 8.8 (stat.) +/- 7.9 (syst.) pb, sigma(b) = 13.1 +/- 2.9(stat.) +/- 1.0(syst.) pb, [x(c)] = 0.44 +/- 0.08 (stat.) +/- 0.04(syst.) and [x(b)] = 0.72 +/- 0.12(stat.) +/- 0.08(syst.), respectively. The forward-backward asymmetries of the c and b quarks were also measured to be -0.57 +/- 0.16(stat.) +/- 0.06(syst.) and -0.64 +/- 0.26(stat.) +/- 0.07(syst.), respectively. Both the cross sections and the forward-backward asymmetries of the c and b quarks are consistent with the standard model.
  • T OHSHIMA; H SAKAMOTO; T SATO; J SHIRAI; T TSUKAMOTO; Y SUGAYA; K TAKAHASHI; T SUZUKI; C ROSENFELD; S WILSON; K UENO; Y YONEZAWA; H KAWAKAMI; S KATO; S SHIBATA; K UKAI
    PHYSICAL REVIEW D 47 11 4840 - 4856 1993年06月 [査読有り]
     
    To solve the controversial issue concerning the possible existence of a 17 keV neutrino with a 1% admixture in nuclear beta decay, we searched directly for any evidence of a production-threshold effect. The Ni-63 beta spectrum was measured with a magnetic spectrometer, with very high statistics along with a fine energy scan over a narrow energy region around the expected threshold. The obtained mixing strength was \U\2 = [-0.011 +/- 0.033(stat)+/-0.030(syst)]%, very consistent with zero, and decisively excluding the existence of a 17 keV neutrino admixing at the 1% level with the electron neutrino. The corresponding upper limit was set at \U\2<0.073% (95% C.L.). A new limit was also obtained for a wider mass range: \U\2 <0.15% (95% C.L.) for 10.5 to 25.0 keV neutrinos.
  • 米澤康滋
    Phys.Lett. B 302 1 119 - 124 1993年03月 [査読有り]
     
    Heavy neutral spinless particles are searched for using e+ e- collision data of CM energies between 54 and 64 GeV, collected with the VENUS detector at TRISTAN. The existence of such a particle might explain the anomalous e+e- --> l+l-gammagamma reaction recently reported by a LEP experiment. Negative results lead to constraints on the partial decay width of such particles to electrons: in narrow resonance cases, GAMMA(ee) < 1 MeV from Bhabha scattering data and GAMMA(ee)B(gammagamma) < 3 keV from gammagamma production data at the 95% CL for masses around 59 GeV/c2.
  • 米澤康滋
    Phys. Rev. Lett. 71 1 38 - 41 1993年 [査読有り]
     
    Inclusive momentum spectra of charged particles in three-fold symmetric three-jet (qqg) and two-jet +(qq) events taken from e+e- annihilation at center-of-mass energy of 58 GeV were compared. The spectrum of gluon jets was found to be significantly softer than that of quark jets with the same energy and topology. © 1993 The American Physical Society.
  • H KAWAKAMI; S KATO; T OHSHIMA; C ROSENFELD; H SAKAMOTO; T SATO; S SHIBATA; J SHIRAI; Y SUGAYA; T SUZUKI; K TAKAHASHI; T TSUKAMOTO; K UENO; K UKAI; S WILSON; Y YONEZAWA
    PHYSICS LETTERS B 287 1-3 45 - 50 1992年08月 [査読有り]
     
    We have performed a search for a 17 keV neutrino by looking for a kink in the Ni-63 beta-spectrum near the expected energy threshold. Using a large number of events (2.4 x 10(9)) accumulated in a narrow energy region with the INS iron-free pi square-root 2 beta-spectrometer, we obtain a mixing strength of [1.8 +/- 3.3 (stat.) +/- 3.3 (syst.)] X 10(-4), and no indication of the presence of a 17 keV neutrino with the order of 1% mixing. We set an upper limit of 0.095% for the admixture of a neutrino with a mass of 17 keV and of 0.1% with a mass range of 10-24 keV, at the 95% confidence level.
  • 米澤康滋
    Pyhs. Lett. B 278 4 499 - 505 1992年04月 [査読有り]
     
    We have measured the forward-backward charge asymmetry in the process of b-quark production in e+e- annihilation at TRISTAN. It was made possible by detecting prompt leptons from b-quarks. The obtained asymmetry is A= -0.55±0.15±0.08. If corrected for B-meson mixing effects with the assumptions given in the text, the asymmetry becomes A=f-0.78±0.21±0.11, which is consistent with the prediction of the standard model, namely the assignment of the b-quark to the isospin doublet of the third quark generation. © 1992.
  • 米澤康滋
    Phys.Lett. B 278 3 393 - 398 1992年03月 [査読有り]
     
    The forward-backward asymmetry of charm quark production has been measured at an average energy of 58.4 GeV with the VENUS detector at the TRISTAN e+e- collider. The charm quarks were identified through reconstruction of charged D* mesons using the mass difference between the D* and D0 mesons. The measured charge asymmetry, -0.49(-0.17)+0.19 +/- 0.04, is consistent with the prediction of the standard theory. The corresponding axial-vector coupling constant is 1.03(-0.35)+0.40 +/- 0.07.
  • T YUZUKI; J HABA; K ABE; K AMAKO; Y ARAI; Y ASANO; M CHIBA; Y CHIBA; M DAIGO; M FUKAWA; T FUKUI; Y FUKUSHIMA; Y HEMMI; M HIGUCHI; F HINODE; T HIROSE; Y HOJYO; Y HOMMA; Y HOSHI; N ISHIHARA; T KAMITANI; N KANEMATSU; N KANDA; J KANZAKI; R KIKUCHI; T KONDO; TT KORHONEN; T KOSEKI; H KURASHIGE; J MACNAUGHTON; T MATSUI; M MINAMI; K MIYAKE; S MORI; Y NAGASHIMA; T NAKAMURA; NAKANO, I; Y NARITA; S ODAKA; K OGAWA; T OHAMA; T OHSUGI; A OKAMOTO; A ONO; T OYAMA; H SAKAMOTO; M SAKUDA; N SASAO; M SATO; H SHIBUYA; M SHIODEN; J SHIRAI; M SHIRAKATA; S SUGIMOTO; T SUMIYOSHI; A SUZUKI; Y TAKADA; H TAKAKI; F TAKASAKI; A TAKETANI; M TAKITA; N TAMURA; N TERUNUMA; K TOBIMATSU; T TSUBOYAMA; S UEHARA; Y UNNO; M UTSUMI; T WATANABE; Y WATASE; F YABUKI; Y YAMADA; Y YONEZAWA; H YOSHIDA
    PHYSICS LETTERS B 267 2 309 - 316 1991年09月 [査読有り]
     
    A search for the production of charged scalars has been carried out in e+e- annihilation at center of mass energies up to 64 GeV with 61.1 pb-1 of integrated luminosity using the VENUS detector at TRISTAN. The assumptions concerning the production and decay of hypothetical charged scalars are minimal; they are expected to be singly charged and decay into a pair of fermions. No positive evidence for their production has been found in a study of all combinations of the lBARv(lvBAR) and UDBAR(UBARD) decay channels. We have excluded the mass region of 8.0-20.0 GeV/c2 regardless of the decay mode.
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 266 1-2 188 - 192 1991年08月 [査読有り]
     
    A search has been made for the production of a charmonium state χc2 in two-photon processes. We have used the decay channel χc2→γJ/ψ, J/ψ→ℓ+ℓ-. No signal enhancement indicating the production of χc2 has been observed in the invariant mass distributions of the final state particles, and an upper limit for the two-photon decay width, Γγγ(χc2)< 4.2 keV at 95% CL, has been obtained. © 1991.
  • 米澤康滋
    Phys. Lett.B 264 1-2 212 - 218 1991年07月 [査読有り]
     
    The cross section and forward-backward muon charge asymmetry for the e+e-→μ+μ-γ reaction were measured to be σ=2.82±0.35 pb and A=-0.34±0.10 with the VENUS detector at TRISTAN at 〈√s〉=59.2GeV for an integrated luminosity of 53.5 pb-1. The measured cross section agrees with the theoretical prediction. The asymmetry result is consistent with the electroweak prediction but not with the QED prediction at the level of 2σ. © 1991.
  • K. Abe; K. Amako; Y. Arai; Y. Asano; M. Chiba; Y. Chiba; M. Daigo; T. Emura; M. Fukawa; T. Fukui; Y. Fukushima; J. Haba; Y. Hemmi; M. Higuchi; T. Hirose; Y. Hojyo; Y. Homma; Y. Hoshi; Y. Ikegami; N. Ishihara; T. Kamitani; N. Kanematsu; J. Kanzaki; R. Kikuchi; T. Kondo; T. T. Korhonen; T. Koseki; H. Kurashige; T. Matsui; M. Minami; K. Miyake; S. Mori; Y. Nagashima; T. Nakamura; I. Nakano; Y. Narita; S. Odaka; K. Ogawa; T. Ohama; T. Ohsugi; A. Okamoto; A. Ono; T. Oyama; H. Sakamoto; M. Sakuda; N. Sasao; M. Sato; M. Shioden; J. Shirai; M. Shirakata; S. Sugimoto; T. Sumiyoshi; A. Suzuki; Y. Suzuki; Y. Takada; F. Takasaki; A. Taketani; M. Takita; N. Tamura; R. Tanaka; N. Terunuma; K. Tobimatsu; T. Tsuboyama; S. Uehara; Y. Unno; M. Utsumi; M. Wakai; T. Watanabe; Y. Watase; F. Yabuki; Y. Yamada; T. Yamagata; Y. Yonezawa; H. Yoshida
    Physical Review Letters 66 3 280 - 284 1991年 [査読有り]
     
    We have studied four-jet angular distributions using data collected with the VENUS detector at the KEK e+e- collider at TRISTAN at c.m. energies between 54 and 64 GeV. The obseved angular distributions are consistent with QCD, but are inconsistent with the Abelian gluon model at the 5% significance level. We have further obtained 95%-confidence experimental bounds on the fundamental parameters of the SU(Nc) local color symmetry. © 1991 The American Physical Society.
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 246 1-2 297 - 305 1990年08月 [査読有り]
  • Search for SUSY-Partners of Charged Leptons in e+e- Collisions with √s up to 60.8 GeV.
    米澤康滋
    Phys. Lett. B 234 202  1990年05月 [査読有り]
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 240 1-2 232 - 236 1990年04月 [査読有り]
  • K ABE; K AMAKO; Y ARAI; Y ASANO; M CHIBA; Y CHIBA; M DAIGO; T EMURA; ENDO, I; M FUKAWA; T FUKUI; Y FUKUSHIMA; J HABA; D HAIDT; HAYASHIBARA, I; Y HEMMI; M HIGUCHI; T HIROSE; Y HOJYO; Y HOMMA; Y HOSHI; Y IKEGAMI; N ISHIHARA; T KAMITANI; N KANEMATSU; J KANZAKI; R KIKUCHI; T KONDO; T KOSEKI; H KURASHIGE; T MATSUI; M MINAMI; K MIYAKE; S MORI; Y NAGASHIMA; T NAKAMURA; NAKANO, I; Y NARITA; S ODAKA; K OGAWA; T OHAMA; T OHSUGI; A OKAMOTO; A ONO; H OSABE; T OYAMA; H SAITO; H SAKAE; H SAKAMOTO; S SAKAMOTO; M SAKANO; M SAKUDA; N SASAO; M SATO; M SHIODEN; J SHIRAI; S SHIRAKATA; S SUGIMOTO; T SUMIYOSHI; A SUZUKI; Y SUZUKI; Y TAKADA; F TAKASAKI; A TAKETANI; M TAKITA; N TAMURA; R TANAKA; N TERUNUMA; K TOBIMATSU; T TSUBOYAMA; A TSUKAMOTO; S UEHARA; Y UNNO; M UTSUMI; M WAKAI; T WATANABE; Y WATASE; F YABUKI; Y YAMADA; T YAMAGATA; T YAMASHITA; Y YONEZAWA; H YOSHIDA
    PHYSICS LETTERS B 234 3 382 - 388 1990年01月 [査読有り]
  • 米澤康滋
    Z. Phys. C 48 1 13 - 21 1990年 [査読有り]
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 232 3 431 - 436 1989年12月 [査読有り]
  • 米澤康滋
    Phys. Lett. B 232 3 425 - 430 1989年12月 [査読有り]
  • K ABE; K AMAKO; Y ARAI; Y ASANO; M CHIBA; Y CHIBA; M DAIGO; T EMURA; ENDO, I; M FUKAWA; T FUKUI; Y FUKUSHIMA; J HABA; D HAIDT; HAYASHIBARA, I; Y HEMMI; M HIGUCHI; T HIROSE; Y HOJO; Y HOMMA; Y HOSHI; Y IKEGAMI; N ISHIHARA; T KAMITANI; N KANEMATSU; J KANZAKI; R KIKUCHI; T KONDO; T KOSEKI; H KURASHIGE; T MATSUI; M MINAMI; K MIYAKE; S MORI; Y NAGASHIMA; T NAKAMURA; NAKANO, I; Y NARITA; S ODAKA; K OGAWA; T OHAMA; T OHSUGI; A OKAMOTO; A ONO; H OSABE; T OYAMA; H SAITO; H SAKAE; H SAKAMOTO; S SAKAMOTO; M SAKANO; M SAKUDA; N SASAO; M SATO; M SHIODEN; J SHIRAI; S SUGIMOTO; T SUMIYOSHI; Y SUZUKI; Y TAKADA; F TAKASAKI; A TAKETANI; N TAMURA; R TANAKA; N TERUNUMA; K TOBIMATSU; T TSUBOYAMA; A TSUKAMOTO; S UEHARA; Y UNNO; M UTSUMI; M WAKAI; T WATANABE; Y WATASE; Y YAMADA; T YAMAGATA; T YAMASHITA; Y YONEZAWA; H YOSHIDA
    PHYSICAL REVIEW LETTERS 63 17 1776 - 1779 1989年10月 [査読有り]
  • 米澤康滋
    Phys. Rev. D. 39 11 3524 - 3527 1989年 [査読有り]
     
    A search for a fourth-generation quark with -Q-=e/3 has been made with the VENUS detector at the KEK e+e- collider TRISTAN. Multihadron events with a spherical shape or containing isolated leptons were studied. There is no evidence for an excess production of such events in e+e- collision at s =56"57 GeV and a lower limit on the mass is 27.5 GeV/c2 at the 95% C.L. © 1989 The American Physical Society.
  • Shigeru Odaka; Takahiko Kondo; Koya Abe; Yasuo Arai; Yuzo Asano; Toru Fukui; Junji Haba; Takuya Kamitani; Ryusaburo Kikucm; Masayuki Minami; Taro Ohama; Takashi Ohsugi; Shizuo Sakamoto; Junpei Shirai; Shojiro Sugimoto; Yoichiro Suzuki; Atsushi Taketani; Norio Tamura; Keijiro Tobimatsu; Akira Tsukamoto; Michiaki Utsumi; Taketora Yamagata; Toshihiro Yamashita; Yasushige Yonezawa; Hajime Yoshida
    Journal of the Physical Society of Japan 58 9 3037 - 3041 1989年 [査読有り]
     
    A possible contribution of neutral scalar bosons to the cross section of multihadron production at e+e- collisions was examined at center-of-mass energies between 55.0 and 60.8 GeV by taking into account first-order radiative corrections. We found no positive evidence and established new upper limits on the coupling parameter of the scalars. © 1989, THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN. All rights reserved.
  • 米澤康滋
    Z. Phys. C 45 2 175 - 191 1989年 [査読有り]

講演・口頭発表等

  • 計算科学シミュレーションを用いたタンパク質及びタンパク質複合体の動的相関解析の困難と新たな試み
    米澤康滋
    第21回日本蛋白質科学会年会ワークショップ 2021年06月 口頭発表（招待・特別）
  • Pin1由来のタンパク質分解酵素の触媒部位の構造ダイナミクス  [通常講演]
    伊倉 貞吉; 米澤 康滋; 伊藤 暢聡
    第18回日本蛋白質科学会年会 2018年06月
  • ベイズ推定によるOn-the-fly MDシミュレーション平均構造決定及び動的解析方法  [通常講演]
    米澤康滋
    第18回日本蛋白質科学会年会 2018年06月
  • 電位依存性プロトンチャネルの機能・構造解析  [通常講演]
    岩城 雅代; 神取 秀樹; 近藤 寛子; 米澤 康滋; 鷹野 優; 岡村 康司; 有馬 大貴; 中川 敦史
    CREST「構造生命」領域会議 2017年12月
  • ベイズ推定によるon-the-fly MDトラジェクトリ解析方法の開発  [通常講演]
    米澤康滋
    第31回分子シミュレーション討論会 2017年11月 ポスター発表
  • 差分距離行列によるタンパク質構造変化の研究  [通常講演]
    米澤康滋
    第55回生物物理学会 2017年09月 ポスター発表
  • MD シミュレーションによるタンパク質動的性質の解析手法  [招待講演]
    米澤康滋
    蛋白研セミナー 2017年07月 口頭発表（招待・特別）
  • 教師なし学習法によるタンパク質構造変化の解析  [通常講演]
    米澤康滋
    第17回蛋白質科学会 2017年06月 ポスター発表
  • 機械化学習による蛋白質MDシミュレーションデータの解析方法  [招待講演]
    米澤康滋
    2017年06月 口頭発表（招待・特別）
  • 蛋白質のMDシミュレーション  [招待講演]
    米澤康滋
    2017年02月 口頭発表（招待・特別）
  • 分子動力学シミュレーションと多変量解析による転写因子足場蛋白質の研究  [通常講演]
    米澤康滋
    第30回分子シミュレーション討論会2016 2016年11月 ポスター発表
  • 分子動力学シミュレーションによるSpt5-CTR領域構造へのリン酸化の影響  [通常講演]
    米澤康滋
    分子科学討論会2016 2016年09月 ポスター発表
  • Molecular dynamics simulations of the effect of zinc on the voltage-gated proton channel VSOP  [招待講演]
    近藤寛子; 米澤康滋
    第53回日本生物物理学会年会 2016年09月 口頭発表（招待・特別）
  • 蛋白質構造変化探索の新手法  [通常講演]
    米澤康滋
    蛋白質科学会年会 2016年06月 ポスター発表
  • 差分距離行列情報による蛋白質構造変化探索の新手法  [通常講演]
    米澤康滋
    第19回理論化学討論会 2016年05月 口頭発表（一般）
  • 差分距離行列情報によるたんぱく質のコンフォメーション変化探索法  [招待講演]
    米澤康滋
    2016年03月 口頭発表（招待・特別）
  • 分子シミュレーションによる生命分子の研究－シミュレーションの基礎と応用事例－  [通常講演]
    米澤康滋
    冬の若手ワークショップ2016 2016年02月 口頭発表（一般）
  • 新規尺度によるたんぱく質構造変化パスの構築方法  [通常講演]
    米澤康滋
    第29回分子シミュレーション討論会 2015年11月 口頭発表（一般）
  • 蛋白質構造変化経路探索の新手法  [招待講演]
    米澤康滋
    計算統計物理学研究会 2015年11月 口頭発表（招待・特別）
  • 高圧力下におけるDHFRの構造動態  [通常講演]
    米澤康滋
    第９回分子科学討論会 2015年09月 ポスター発表
  • 分子動力学シミュレーションによる深海生物DHFRの構造特性研究  [通常講演]
    米澤康滋
    第15回日本蛋白質科学会年会 2015年06月 ポスター発表
  • 分子動力学シミュレーションによる深海生物DHFRのダイナミックス研究  [通常講演]
    米澤康滋
    第18回理論化学討論会 2015年05月 ポスター発表
  • マルチカノニカル分子動力学法によるRNAポリメラーゼII-C末端領域の構造空間探索  [通常講演]
    米澤康滋
    第28回分子シミュレーション討論会 2014年11月 口頭発表（一般）
  • HPC と 蛋白質分子計算科学シミュレーション  [招待講演]
    米澤康滋
    筑波大学計算科学センター 2014年11月 口頭発表（招待・特別）
  • 構造と機能に関わる蛋白質の自由エネルギー地形探索  [招待講演]
    米澤康滋
    化学反応経路探索のニューフロンティア2013 2013年09月 口頭発表（招待・特別）
  • スーパーコンピューティングによる蛋白質電子状態及び反応機構の解明に向けて  [通常講演]
    米澤康滋
    2009年10月 口頭発表（一般）
  • 次世代スパコンと生体高分子の大規模科学計算シミュレーション  [通常講演]
    米澤康滋
    次世代スパコンの創薬産業利用促進研究会 2009年08月 口頭発表（招待・特別）
  • Pin1のPPIase活性の理論的研究  [通常講演]
    米澤康滋
    第８回蛋白質科学会年会 2008年06月 口頭発表（招待・特別）

MISC

受賞

  • 2014年10月 日本学術振興会 科研費審査委員表彰
     
    受賞者: 米澤康滋

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 
    代表者 : 岡村 康司; 好岡 大輔; 米澤 康滋; 河合 喬文
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 
    代表者 : 櫻井 一正; 米澤 康滋; 白木 琢磨
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2021年04月 -2024年03月 
    代表者 : 中川 敦史; 岡村 康司; 米澤 康滋
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2017年04月 -2022年03月 
    代表者 : 森下 徹也; 米澤 康滋
     
    本研究では、分子動力学シミュレーションにおける現象予測の高精度化・高効率化を目指し、時間依存主成分解析法などの新手法を開発した。これにより、系に関する特定の知見を必要とすることなく、平均力ダイナミクスなどに基づく加速計算が可能となった。特に自由エネルギー計算の高精度化・高速化のために、LogPD法、isokinetic LogMFD法、並びにポアンカレ加速ダイナミクス法を新たに開発し、関連プログラムを無償で公開した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    研究期間 : 2014年07月 -2019年03月 
    代表者 : 鷹野 優; 石北 央; 兼松 佑典; 米澤 康滋; 齋藤 徹; 重田 育照; 神谷 克政; 庄司 光男; 近藤 寛子
     
    金属タンパク質は、タンパク質が活性サイトを制御することで、高い触媒能、多機能性などの優れた特性を可能にする。本研究課題では、金属タンパク質として、特にヘムタンパク質における活性サイトの多機能性と光合成光化学系II（PSII）の優れた触媒特性に着目した。これらの解明・応用に向けて、【課題１】「３Ｄ活性サイトの分子構造・電子状態の精緻化」、【課題２】「金属タンパク質の機能発現要素の抽出」、【課題３】「抽出された機能発現要素を用いた物質デザイン」を掲げ研究を遂行した。課題に取り組む中で、分子シミュレーション法の開発、活性サイトの構造や機能発現機構の解明、活性サイト設計について進展させることができた。
  • 計算科学シミュレーションによる膜電位依存性チャネルVSOPの動作機構研究
    日本学術振興会：科学研究費
    研究期間 : 2015年04月 -2018年03月 
    代表者 : 米澤康滋
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    研究期間 : 2015年04月 -2017年03月 
    代表者 : 米澤 康滋
     
    本年度は転写サイクル過程に大きな影響を及ぼすRNAポリメラーゼのctd領域とSpt5のctr領域のリン酸化が分子コンフォメーション及びその分子認識に与える影響について研究した。RNAのctd領域とctrペプチドはRNAポリメラーゼの転写過程に重要な役割を果たしている。ctd領域とctr領域はそれぞれ特異的にリン酸化される部位が特定されており、リン酸化が機能on-offのスイッチとなっている事が実験から示されているがその分子レベルでの詳細は明らかにされていない。
    本研究では長時間分子動力学シミュレーションと機械学習の手法を融合してこのctdペプチドとctrペプチドのリン酸化によって誘起されるコンフォメーション変化の抽出を試みた。長時間分子動力学シミュレーションでは最近報告された構造不定タンパク質の解析に適した水モデルを新たに採用してその精度を高めた。 また機械化学習については多次元距離尺度法とその非線形空間への拡張版であるIsomap法を駆使してリン酸化によるコンフォメーション変化の特徴を次元削減した位相空間上に射影し解析能力を高める事に成功した。具体的には、溶質及び溶媒を含めた多次元空間のシミュレーションデータから距離尺度を定義して、これを2次元空間に射影する数理解析ツールプログラム群を作成し、シミュレーションから得られた大規模データを処理した。その結果、多次元距離尺度法とIsomap法によってリン酸化によるコンフォメーション変化を低次元空間上に写像しリン酸化分布と非リン酸化分布を明確に分離する事に成功した。 本研究課題の成果によりリン酸化が転写過程に与える効果を分子レベルでより精密にとらえる事が可能である事を示した。特に、分子シミュレーションと機械学習を組み合わせることで転写サイクル研究の推進に一定の貢献ができたと考えている。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    研究期間 : 2013年06月 -2015年03月 
    代表者 : 米澤 康滋
     
    RNAポリメラーゼの最大サブユニットRpb1のC末端領域（CTD）は52回リピート（ヒト）するコンセンサス配列（YSPTSPS）がダイナミックなリン酸化修飾を受け、転写の開始、伸長と終結に関わる様々な因子をリクルートして転写過程に関わる。しかしその分子構造レベルの転写因子認識機構は未だ解明されていない。CTD分子構造レベルの知見は転写サイクルの統一的理解を飛躍的に進展させる可能性があり、その解明が求められている。本研究では、拡張アンサンブル法の一種であるマルチカノニカル分子動力学（McMD）法を活用してCTDの構造特性を詳細に研究した。McMDは温度を反応座標として有効ポテンシャルの構築によって構造探索能力を著しく向上させる手法であり、CTDのようなフレキシブルな構造を持つ分子の構造分布探索研究に必須の手法である。
    これまでの研究成果として 1) CTDのMcMDシミュレーションを実施した。その解析結果から、リピート配列中の2,5,7番目のセリン残基のリン酸化によって局所的なベータ構造が誘起されて、結合因子のリクルートを制御する事を明らかにし、さらに 2) CTD配列でセリン残基に続くプロリンのシス状態への異性化が局所的なベータ構造形成を強く抑制してCTD転写制御に関わる事を明らかにして、Pin1等のプロリン異性化酵素がCTDを介して転写制御に関わる事（リン酸化と異性化のクロストーク）を示し、成果を論文発表する（J.PhysChem.B 2014）等の研究成果をあげることができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2012年04月 -2015年03月 
    代表者 : 米澤 康滋; 菊川 豪太; 藤澤 雅夫; 吉田 久; 橘 秀樹; 赤坂 一之
     
    代表的な拡張アンサンブル法であるMETADとMCMDを効率良く融合したハイブリッド法によって蛋白質の複雑な構造空間を探索するアルゴリズムを,研究代表者が独自に開発した分子シミュレーションプログラムに実装した。さらに高速な分子動力学シミュレーションを実現しサンプリング能力を飛躍的に高める長距離相互作用ポテンシャルの開発に成功して独自開発プログラムに実装した。さらにこれらの手法を様々な生体高分子系に応用してその性能を詳細に検証した。その結果、特にMETADに代表されるタブーサーチ法などの構造空間探索能力は、予め設定された反応座標に強く依存することを明確に示した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2011年04月 -2014年03月 
    代表者 : 中村 春木; 金城 玲; 肥後 順一; 神谷 成敏; 米澤 康滋
     
    従来よりもはるかに高いサンプリング効率を発揮できるV-McMD法を新規に開発し、新規の非エバルト法による高速分子動力学計算プログラムと組み合わせて周期系に応用し、結合によってアミノ酸側鎖や主鎖構造が変化する系での蛋白質の二量体形成を自由エネルギー地形の計算から解析し、その安定性の定量化を実現できた。一方、蛋白質の相互作用における界面に対してその部分構造と表面構造の類似性を網羅的に調べて分類し、フォールド構造の異なる蛋白質においても共有されているパッチを見出した。また、界面に共通に観測される構造モチーフを同定し、それらの組み合わせとしての複合モチーフが機能と良く対応していることを見出した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2006年 -2007年 
    代表者 : 鷹野 優; 中村 春木; 米澤 康滋; 大島 勘二; 神谷 成敏
     
    今年度は、分子軌道法や分子動力学法を用いて(i)チトクロムc酸化酵素のプロトン輸送経路の解明および(ii)モノアミン酸化酵素Aの基質の取り込み機構の解明を試みた。 i)チトクロムc酸化酵素のプロトン輸送経路 チトクロムc酸化酵素の最新のX線結晶構造解析から提唱されているプロトン輸送経路では、その特徴としてヘムaがプロトン移動の制御に関わっていることがあげられている。今年度はプロトン移動とヘムaの酸化還元変化との関係を明らかにするためヘムaの電子状態計算を行った。その結果、鉄イオンの酸化還元状態の変化がポルフィリン環のπ共役を介してプロトン移動に関わるArg38と相互作用するヘムaのホルミル基の電荷の変化だけでなく、ポルフィリン環のπ共役が切れているにもかかわらずヘムaのプロピオン酸基Aの電荷変化をも誘起していることが判明した。その原因としてポルフィリン環のx共役に加えてプロピオン酸基のC-C結合のσ*軌道を介した超共役により鉄イオンの酸化還元変化が伝播することが考えられる。このことからヘムaの鉄イオンの酸化還元が周りのプロピオン酸基、ホルミル基の電荷を変化させることでプロトン輸送の制御に行っているのではないかと推察される。 ii)モノアミン酸化酵素Aの基質の取り込み モノアミン酸化酵素Aの基質の取り込み機構を明らかにするため、脂質膜をあらわに取り扱った系とヘッド部分だけの系の双方に対して25nsの分子動力学シミュレーションを行った。シミュレーションの結果を主成分解析したところ、膜分子の系では低振動数のモードに基質の取り込みに関わるドメイン運動を確認することができ、基質の入る経路および反応生成物の出る経路を同定した。一方ヘッド部分だけの系ではそのようなドメイン運動が見られず、基質の取り込みには酵素と脂質膜との相互作用が重要であることを明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2006年 -2007年 
    代表者 : 中村 春木; 米澤 康滋; 鷹野 優; 大島 勘二
     
    1.QM/MM連成計法の開発 QM/MM連成シミュレーションは分子力学と量子力学の欠点を克服しそれぞれの長所を利用する方法であり、蛋白質研究に対する分子力学シミュレーションの有用性を飛躍的に高める手法である。QM/MMでは、精度を必要とする蛋白質の重要部分に量子力学を適用し、同時に残りの部分は分子力学で取り扱う。我々は蛋白質の研究に適したQM/MMシミュレーションプログラムを開発した。 2.QM/MMシミュレーションによるPin1酵素のプロリン異性化反応構の研究 Pin1はヒトのプロリンのcis-trans異性化酵素(PPIase)の一つであり、細胞の癌化やアポトーシス機構に深く関わることが知られており、さらにアルツハイマー病との密接な関連も報告されている。我々はQM/MM連成計算手法で電子状態の計算を行いながら、その周囲のタンパク質および溶媒の分子構造をサンプリングし、エントロピー効果を含んだ反応や構造の自由エネルギーを計算することで、この異性化反応を研究した。 3.分子軌道法・分子動力学法を用いた酵素の加水分解反応における反応構の解析 分子動力学法を用いてリパーゼのカルボン酸エステル加水分解反応における四面体中間体の選択性を調べたところ、ホスホン酸エステルの構造は、密度汎関数法によって得られた酢酸メチルのエステル交換反応での中間体に類似していた。また、RNaseHのリン酸エステル加水分解反応機構では、活性部位におけるMg^<2+>に配位しているAspやGluがMg^<2+>に近づいていた。一方、分子軌道法を用いてエステル加水分解反応の置換基効果を調べた結果、シクロプロピオン酸エステルが他のエステルと比較して中間体からのアルコールとカルボン酸イオンに分解する反応において高い活性化エネルギーを示すことが明らかとなった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究
    研究期間 : 2005年 -2005年 
    代表者 : 中村 春木; 米澤 康滋; 中島 伸介; 神谷 成敏
     
    生体超分子の構造多型に対処するため、あらかじめ生体分子複合体を構成するループやflexibleな部位で複合体形成時にinduced fitを起こす部位に対して、自動的にマルチカノニカル・アンサンブルを生成するForce-biasedマルチカノニカル分子動力学計算法によって、とりうる立体構造をその生成確率と伴に求めることができた。 古典力学による分子シミュレーション計算(MM)プログラムと量子化学計算(QM)との直接的な融合をめざすhybrid-QM/MM計算において、QMで取り扱う領域の電子状態計算において、MMで扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れるため、QM/MM境界に対して新たに擬QM空間を導入し、そこに局在化軌道を利用する新しいアルゴリズムをプロリン・シス-トランスイソメラーゼへ応用し、酵素反応におけるエネルギー地形の解析を開始した。 一方、シトクロムc酸化酵素におけるプロトン輸送経路および機構を明らかにするため、密度汎関数法によってペプチド結合を介したプロトン輸送経路の可能性を検証した。プロトン移動が関わるペプチド結合(Tyr440-Ser441)、プロトンの供与体(H_3O^+)、受容体(Asp51)からなるモデルに対して密度汎関数法(B3LYP/6-31+G(d))を適用した。得られたプロトン移動の経路は、ペプチド結合を介したプロトンのカルボン酸への移動とケト-エノール互変からなる。理論計算から、提唱されている輸送経路でのペプチド結合を介したプロトン移動はケト-エノール互変が律速段階であることがわかった。またその反応機構は直接エノールにあるプロトンがアミド窒素に移るのではなく、水分子と隣接するペプチドのアミド基とでプロトンの受け渡しを行う、プロトンワイヤモデルで説明できることを明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2003年 -2004年 
    代表者 : 中村 春木; 中島 伸介; 米澤 康滋; 高田 俊和
     
    1)量子力学(QM)で取り扱う領域の電子状態において、古典力学(MM)で扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れる手法の開発 I.QM/MM境界に化学結合が存在する場合の、新しいアルゴリズムの開発:QM/MM境界の取り扱いで通常行われるLink Atom法の欠点を克服するため、QM/MM境界領域に疑QM領域(PQM)を導入する新たな方法を考案した。このPQM領域の原子団を局所化されたFrozen Orbitalで置き換えこの部分に対してQMエネルギーとMMエネルギーを論理的に混合するアルゴリズムを考案し、数残基のペプチド分子に対して稼動させて有効性を確認した。 2)量子力学で取り扱う領域の電子状態において、古典力学で扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れる手法の開発 II.電荷・双極子法とCell Multipole法を組み合わせた遠距離相互作用のQM領域への正確な取り込み:Green関数を用いて、任意の閉局面より外部からの寄与を、その閉局面上のバーチャルな電荷と電気双極子の集合で表されるという手法を利用し、Cell Multipole法と組み合わせて遠距離にある電荷とQM領域との相互作用とを精度良く計算する手法を開発した。テストとして、中心においたベンゼン1分子と水1分子をQM領域としそれを取り巻く水208分子が入った立法体セルの周期境界系(4層)からなる巨大な系のQM/MM連成計算において、cutoffを用いずに高い精度で遠方の水分子からのQM領域への寄与を算出できた。周期的な系を考えた場合、隣のセルからの寄与を計算する場合には、QM領域の原子にESP電荷あるいはRESP電荷を置くことが多いが、この計算では、電子密度から直接閉局面上のバーチャルな電荷と双極子を算出しており、QM/MM間の相互作用エネルギーの精度を高く維持できる。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2001年 -2003年 
    代表者 : 長岡 英司; 黒川 哲宇; 河原 正治; 米澤 康滋
     
    本研究は、重度視覚障害者によるインターネット関連ソフトウェアの開発を可能にすることを目的に実施された。その実現には、PC上の開発環境を非視覚的に利用する方法の確立と、開発作業の能率や精度を向上させるためのツールの整備が必要であった。 1 ソフトウェア開発の方法の確立 平成13・14年度には、Java言語によるソフトウェア開発を、日本語版Windows用の国産スクリーンリーダ(画面読み上げソフト)を用いて点字・音声環境で行う方法を確立した。15年度は、米国で開発された他のスクリーンリーダの活用について検討し、そのスクリプト機能などの利用によって、Java開発環境への非視覚的なアクセスの可能性が拡大することが明らかになった。結果として、インターネット関連の基礎的なソフトウェアの開発を、点字出力と音声出力を用いる非視覚的な方法で、確実に行えるようになった。 2 ソフトウェア開発のためのツールの整備 平成13・14年度には、ソースコードの入力・編集作業などの能率向上に役立つ、点字表示機能付テキストエディタを試作した。15年度は、そのフィールドテストを行い、点字表示機能の強化や操作性の向上を図った。その結果、視覚障害者用のテキストデータ入力・編集・閲覧ツールが完成した。これは、ソフトウェア開発における能率の改善をもたらすばかりでなく、一般的な文書処理でも有効に利用できる。 3 ソフトウェア開発に関する学習資料の整備 Java言語やインターネットについての学習に使用する点字資料を、情報処理用点字などの専用点字体系を用い、また、触読の特性などを考慮して作成した。それらは、視覚障害者による実際の学習で使用され、Java言語でのインターネットプログラミングに関する基礎的な知識や技術の習得に有用であることが実証された。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2000年 -2002年 
    代表者 : 清水 豊; 篠原 正美; 米沢 康滋; 長岡 英司
     
    GUI型OSをもつ最近のPCを盲人が利用できることを目的として触覚デバイス(触覚グラフィック・ディスプレイと触覚マウス)と音声デバイス(スクリーン・リーダ)を支援手段にする盲人用マルチメディア・パソコンのヒューマン・インタフェース機能の向上を図るための研究を行った。支援デバイスを重度視覚障害者が単独でも活用できるようにするため一般キーボードのテンキーを操作キーにするホット機能を搭載するシステムを完成させ,6名の重度視覚障害者を対象に評価実験を行うとともに考察を展開した。 実験評価からは,(1)およそ2時間程度の練習で触覚デバイスが単独使用できる,(2)単純パターンは表示領域の小さい触覚マウスでも経験を重ねれば認知できるようになる,(3)GUI操作が触覚デバイスの支援で可能になる,(4)視覚画面の単純パターンを触覚デバイスで探索できる,(5)視覚画面のレイアウ条件の探索と認知には音声デバイスを併用しても半数以上の実験参加者は困難であり,その他の支援機能が必要であることなどを明らかにした。 この実験結果を踏まえてインタフェースのさらなる向上化対策として,(1)触覚デバイス上のポインタ表示を一過性から持続性へ変更する,(2)一般のマウスやキーボードマウス機能を利用できるようにする,(3)ソフトウエア対処によりポインタ制御精度を簡単に選択できるようにする,(4)予め画面探索に適した固有機能を提供する,(5)表示面の周囲にスケールを配置して移動量と方向情報のガイドにすることなどを指摘できた。 この研究の総括として今後実施すべきことは,(1)ディジタイザ機能とマウス機能の融合、音声情報との組み合わせ方法など空間情報にかかわるインタフェースのあり方の検討,(2)高い表示密度を備えた小型触情報提示モジュールの開発,(3)既存のアプリケーションあるいはタスクに重点を絞り、その使用を念頭において研究を推進することである。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
    研究期間 : 1998年04月 -1998年 
    代表者 : 米澤 康滋; 新村 信雄; 藤原 悟
     
    中性子による蛋白質結晶構造解析は、X線結晶構造解析では非常に困難である蛋白質の水素原子の精密位置決定が容易に可能であるような特色を備えている。蛋白質の水素原子位置を精密決定しその情報を考察することで蛋白質立体構造構築原理の解明が一層発展することが期待されている。 この様な状況の下、我々はアミノ酸置換を施された一連のヒトリゾチーム変異体の中性子結晶構造解析から水素原子の精密位置決定を行い、蛋白質に関与する水素原子が立体構造安定性に及ぼす影響を解明する研究を推進中である。 中性子回折に利用しうるビーム強度はX線に比べて二桁から三桁ほど低く、これを補うために中性子回折計の工夫はもちろんのこと、溶媒が重水でかつ良質な大型単結晶(1.5mm角)が必要である。しかしこの作成は一般に容易ではない。 我々は、野生型及び各種変異型ヒトリゾチーム結晶化過程を詳細に測定し結晶化パラメータ(温度、pH、沈殿剤濃度等)が結晶化に及ぼす影響を調べることでこれらの結晶成長機構を解明し、これを応用することで必要とする結晶を作成することにした。 結晶化条件を様々に変化させ測定した結果 (1)溶解度測定から、沈殿剤濃度と蛋白質濃度の関係である相図(PhaseDiagram)を得ることができた。(2)アミノ酸置換に依存して蛋白質の溶解度は大きく変化することが定量的に明らかにできた。(3)溶媒が重水である時の蛋白質溶解度は軽水の場合と比べて変化し、その変化量はアミノ酸置換に依存することを定量的に明らかにすることができた。 この様な知見を元に、バッチ法で結晶化条件を適宜コントロールすることで結晶を作成した。その結果、野生型と変異型I59F及びI59Lについて中性子結晶解析可能であるような大型で完全性の高い単結晶を得ることができた。今後はさらに多くの変異体の結晶作成を同様に行い、原子力研究所のビームスケジュールを待って順次中性子結晶構造解析を行う予定である。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 重点領域研究
    研究期間 : 1997年04月 -1997年 
    代表者 : 米澤 康滋; 藤原 悟; 新村 信雄; 油谷 克英
     
    ヒトリゾチームの野生型及び各種変異型を中性子結晶構造解析し、構造安定性に及ぼす水分子の影響を解明する事が研究目的である。中性子用IP(イメージングプレート)を装備した中性子回折計(BIX-II)は、既に原子力研究所新村等と協力して建設を完了し、その性能等を評価した。現在ヒトリゾチームの培養と精製を行い、中性子回折用の良質な大型単結晶の結晶化条件の決定と、その作成を遂行中である。 各種ヒトリゾチームを酵母の系で発現させ、精製した。この蛋白質で、バッチ法によって蛋白質溶解度の測定と結晶成長を観察し、解析することで結晶化条件決定を行った。バッチ法の実験条件として、温度と沈殿剤濃度及び初期蛋白過飽和度を設定している。温度設定は5度と15度及び25度の3条件、沈殿剤はNaClとした。初期NaCl濃度1wt%から12wt%の条件範囲で、蛋白過飽和度は3wt%から2wt%の間、でそれぞれ実施した。 バッチ法によるヒトリゾチーム野生型の、溶解度の計時変化が得られた。野生型は、沈殿剤NaClの場合、過飽和度2.8wt%で温度15度、NaCl濃度3wt%の時 良好な結晶成長を示すことが溶解速度と結晶成長観察から判明した。現在、温度条件とNaCl濃度を調整することでより精密な条件を決定中である。得られた最適条件で、中性子回折実験用の結晶作成を始めている。 変異型159Fについて、野生型と同様にバッチ法による溶解度測定と結晶成長観察を行い、結晶化条件を決定した。変異型159Fは、野生型よりも3倍から5倍ほども迅速で良好な結晶成長を、野生型とは大きく異なるNaCl濃度7wt%で、示すことが実験から明らかになった。最近159Fについて、中性子回折に十分な大きさの単結晶(2mm×1mm×0.7mm)を得たので、中性子回折実験で回折パターンを観察し、結晶の質を評価する予定である。変異型159Lと159T、V110Aの溶解度測定も進行中である。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 国際学術研究
    研究期間 : 1993年 -1994年 
    代表者 : 早野 龍五; R Seki; G Mason; M Salomon; S Yen; A Olin; L Lee; 米沢 康滋; 応田 治彦; 岩崎 雅彦; SEKI R.; MASON G.; BEER G.; SALOMON M.; YEN S.; OLIN A.; LEE L.; GILL D.R.
     
    本研究は,核力の中でも最も基本的な相互作用の一部であるKN相互作用の低エネルギー極限での振舞を精度良く決定することを目的として行われた。 この相互作用を測定するのには幾つかの方法が存在するが,Kと水素原子核で構成された奇妙な原子(エキゾチック原子)を生成し,X線分光によってそのエネルギー準位を精度良く決定するのが最も精密な方法である。この事実は古くから知られており,実際,1979年から83年にかけて欧州で精力的に実験が行われた。しかしその結果は極めて不十分なもので,X線遷移が観測されたとは言いがたい結果に終わっている。これら過去の実験が不成功に終わった原因と,その後現在に至るまでもこの実験が行われなかった理由は,この実験の困難さにある。本実験では,以下の3点に関する新規な着想と開発により,これらの困難の克服をめざした。すなわち,1)円筒型飛跡測定器で水素標的を囲み,Kp反応の終状態を選択することによって,バックグラウンドの低減をはかること,2)円筒型飛跡測定器で反応点を精度良く決定し,水素以外の物質中での反応を除去すること,および3)多数のX線検出器を水素標的中に直接設置する事によって,立体角を大幅に稼ぎ,かつX線収量の水素密度依存性を最適化すること,の3点である。 本実験を遂行するに当たっては解決しなければならない技術的難問が極めて多い。特にX線検出器を直接水素雰囲気中に設置するといった野心的開発等を多く含むため,単一大学の研究室のみで遂行するのには人材的にも時間的にも困難である。そこで,この実験は,国際学術研究の共同研究により,広く世界からの人材参加および実験機器の提供を得て推進してきた。共同研究の相手チームは,主にカナダのTRIUMF研究所を中心とする(TRIUMF,ヴィクトリア大,マニトバ大,カルフォルニア州立大)実験グループである。 以下に,本研究の初年度及び最終年度の具体的内容,及びその執行方法についてまとめる。実験装置開発の分担は以下の通りである。日本側が本実験の心臓部である水素標的及びそれに組み込まれるX線検出器の動作と読み出し,実験装置全体の設計,架台の制作,および組立を担当,カナダ側がKp反応の反応点を精度よく決定する為に必要不可欠な円筒型飛跡検出器(vertex chamber)の供給と試験,および反応から出てくる粒子の粒子識別に必要となる水チェレンコフ検出装置の開発,試験,制作を担当した。 初年度は,主に本実験のための開発的研究に専念した。カナダグループは主にvertex chamber,水チェレンコフの供給と試験を行い,完成した測定器は日本に運ばれ,本実験装置に組み込まれた。日本での組立及び試験を日加共同で行ったがその際に本研究は極めて有効であった。 最終年度では,その前半で装置の最終的調整を行い後半からは実際にデータ収集に入った。その両者とカナダグループの協力は不可欠であり,実際に長期日本に滞在し,本実験の遂行につとめた。 共同研究の2年間を経て,実験装置は順調に組み上がり,2年次の後半には本実験のデータ収集をスタートし,予備的な結果を得るところまで漕ぎ着けた。すなわち,現在までに得られたデータから既にエキゾチック原子KpのX線の検出に成功していることを示す結果(X線のピーク)が得られている。さらに,そのピークの解析から,Kpの強い相互作用の理論に厳しい制限が生じることも明らかにされつつある。しかしながら,実験の難しさは基本的には変わりなく,現在までに得られたデータでは統計的精度も不十分であるので,今後も更に高統計を目指してデータ収集を継続することになった。そのため,現在までに発表した論文数は限られている。しかし,実験は順調に進んでおり,1年以内には成果を公表できる見通しである。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 一般研究(C)
    研究期間 : 1993年 -1994年 
    代表者 : 三宅 輝久; 米澤 康滋
     
    1.音声及び点字による視覚障害者への情報提示方法の検討: 音声による情報提示と点字ディスプレイを用いた情報提示について、提示タイミング及内容について検討した。また、音声と点字を関連させた場合にどのような形態での提示が効果的か、項目-内容の形式をどのように変えれば認識しやすくなるかについても検討した結果、タイミングや提示の形態よりも、提示に要する時間を適切に制御することの方が重要であることがわかった。 2.視覚障害者用の端末インターフェースの設計: 音声出力を主体とした端末インターフェースの設計を基にして、点字ディスプレイの操作を含めた形に拡張された、視覚障害者用の端末インターフェースの設計を行った。 3.視覚障害者用の端末インターフェースの試作: 大規模なデータベースサービスの一例として、筑波大学のUTOPIAシステムをとりあげ、そのコマンド体系を対象とした視覚障害者用の端末インターフェースを、UTOPIAで用いられている情報検索システムFAIRS-Iの利用者出口ルーチンとして作成した。 4.端末インターフェースの評価: 試作した視覚障害者用の端末インターフェースについて、日本語データベースの検索によって評価を行った結果、利用しやすさについては、一応の改善を見たが、操作に対するレスポンスの遅れに起因する問題については、データ転送速度の向上によらなければ解決しないことがわかった。 今後の展望: 近年のネットワークの発展に対応して、データ転送速度の点で有利なネットワーク版への拡張、並びに各種のデータベースサービスにおいても使用できるような汎用性を持たせることを検討している。

担当経験のある科目

  • システム生命科学基礎演習II近畿大学
  • 卒業研究近畿大学
  • 専門ゼミ近畿大学
  • 基礎ゼミ近畿大学
  • システム生命科学応用演習近畿大学
  • システム生命科学演習II近畿大学
  • システム生命科学演習I近畿大学
  • バイオインフォマティクス近畿大学

社会貢献活動

  • タンパク質の分子内情報伝達の動的機構と機能
    期間 : 2018年09月15日 - 2018年09月15日
    役割 : 企画
    種別 : セミナー・ワークショップ
    主催者・発行元 : 第56回生物物理学会年会
  • 生体分子内情報伝達機構の 新展開
    期間 : 2018年09月04日 - 2018年09月05日
    役割 : 司会
    種別 : セミナー・ワークショップ
    主催者・発行元 : 大阪大学蛋白質研究所
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 蛋白研セミナー
  • 蛋白質の分子内情報伝達機構研究の新展開
    期間 : 2018年06月28日 - 2018年06月28日
    役割 : 司会
    種別 : セミナー・ワークショップ
    主催者・発行元 : 第18回蛋白質科学会年会
  • 生体分子におけるレアイベントの探求
    期間 : 2015年09月15日 - 2015年09月15日
    役割 : 司会
    種別 : セミナー・ワークショップ
    主催者・発行元 : 第53回日本生物物理学会
  • 化学反応経路探索のニューフロンティア2014
    期間 : 2014年09月20日 - 2014年09月20日
    役割 : 司会
    種別 : 講演会
    主催者・発行元 : 量子化学探索研究所
  • Toward New Horizon in Pressure Bioscience
    期間 : 2011年10月11日 - 2011年10月15日
    役割 : 運営参加・支援
    主催者・発行元 : 6th International Meeting on Biomolecules under Pressure
  • プロリン異性酵素とは何者か？
    期間 : 2008年05月18日 - 2008年05月18日
    役割 : 司会
    種別 : セミナー・ワークショップ
    主催者・発行元 : 蛋白質科学会

その他のリンク

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