氏名

ワコ ヒロシ

輪湖 博

職名

教授 (https://researchmap.jp/read0029983/)

所属

(社会科学部)

連絡先

メールアドレス

メールアドレス
wako@waseda.jp

URL等

WebページURL

http://www.f.waseda.jp/wako/

研究者番号
60158607

本属以外の学内所属

兼担

社会科学総合学術院(大学院社会科学研究科)

研究院(研究機関)/附属機関・学校(グローバルエデュケーションセンター)

学内研究所等

理工学総合研究センター

兼任研究員 1989年-2006年

バイオインフォマティクス研究所

研究員 2004年-2006年

ITバイオ研究所

研究員 2005年-2009年

ITバイオ・マイニング研究所

研究所員 2010年-2013年

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2006年-2018年

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2018年-

学歴・学位

学歴

-1973年 早稲田大学 理工学部 物理学科
-1978年 早稲田大学 理工学研究科 物理学及応用物理学専攻

学位

理学博士 課程 早稲田大学

経歴

1978年-1981年コーネル大学 博士研究員
1982年-1985年早稲田大学 助手
1985年-1986年順天堂大学 助手
1986年-1988年早稲田大学 専任講師
1988年-1993年早稲田大学 助教授
1993年-早稲田大学 教授

所属学協会

日本生物物理学会

日本物理学会

日本蛋白質科学会

日本バイオインフォーマティクス学会

情報計算化学生物学会(CBI学会)

研究分野

キーワード

タンパク質立体構造、バイオインフォーマティクス

科研費分類

生物学 / 生物科学 / 生物物理学

研究テーマ履歴

タンパク質立体構造に関する理論的研究

研究テーマのキーワード:タンパク質,分子力学,シミュレーション

個人研究

論文

Characterization of protein folding by a Φ-value calculation with a statistical-mechanical model

Wako Hiroshi;Abe Haruo

Biophysics and Physicobiology13(0)p.263 - 2792016年-2016年

CiNii

詳細

概要:

The Φ-value analysis approach provides information about transition-state structures along the folding pathway of a protein by measuring the effects of an amino acid mutation on folding kinetics. Here we compared the theoretically calculated Φ values of 27 proteins with their experimentally observed Φ values; the theoretical values were calculated using a simple statistical-mechanical model of protein folding. The theoretically calculated Φ values reflected the corresponding experimentally observed Φ values with reasonable accuracy for many of the proteins, but not for all. The correlation between the theoretically calculated and experimentally observed Φ values strongly depends on whether the protein-folding mechanism assumed in the model holds true in real proteins. In other words, the correlation coefficient can be expected to illuminate the folding mechanisms of proteins, providing the answer to the question of which model more accurately describes protein folding: the framework model or the nucleation-condensation model. In addition, we tried to characterize protein folding with respect to various properties of each protein apart from the size and fold class, such as the free-energy profile, contact-order profile, and sensitivity to the parameters used in the Φ-value calculation. The results showed that any one of these properties alone was not enough to explain protein folding, although each one played a significant role in it. We have confirmed the importance of characterizing protein folding from various perspectives. Our findings have also highlighted that protein folding is highly variable and unique across different proteins, and this should be considered while pursuing a unified theory of protein folding.

Calculation of Free-Energy Profiles, Folding Rates, and Ö Values by Means of a Simple Statistical-Mechanical Model of Protein Folding

H. Wako and H. Abe

Advances in Protein Folding Research/ Nova Science Publisherp.19 - 632015年-

Normal mode analysis based on an elastic network model for biomolecules in the Protein Data Bank, which uses dihedral angles as independent variables

H. Wako and S. Endo

Comp. Biol. Chem.44p.22 - 302013年-

DOI

Dynamic features of homodimer interfaces calculated by normal-mode analysis

Y. Tsuchiya, K. Kinoshita, S. Endo, and H. Wako

Protein Science21(10)p.1503 - 15132012年-

DOI

ProMode-Oligomer: Database of Normal Mode Analysis in Dihedral Angle Space for a Full-Atom System of Oligomeric Proteins

H. Wako and S. Endo

The Open Bioinformatics Journal6p.9 - 192012年-

DOI

Study of Folding/Unfolding Kinetics of Lattice Proteins by Applying a Simple Statistical Mechanical Model for Protein Folding

H. Wako and H. Abe

Protein Folding / Nova Science Publisherp.349 - 3762011年-

Ligand-induced conformational change of a protein reproduced by a linear combination of displacement vectors obtained from normal mode analysis

H. Wako and S. Endo

Biophys. Chem.159p.257 - 2662011年-

DOI

Prediction of protein motions from amino acid sequence and its application to protein-protein interaction.

S. Hirose, K. Yokota, Y. Kuroda, H. Wako, S. Endo, S. Kanai, and T. Noguchi

BMC Structural Biology10(20)2010年-

DOI

Folding/unfolding kinetics of lattice proteins studied using a simple statistical mechanical model for protein folding, I: Dependence on native structures and amino acid sequences

H. Abe and H. Wako

Physica A388p.3442 - 34542009年-

DOI

Statistical mechanical theory of protein conformation and its transition

Y. Kobayashi, H. Wako, and N. Saito

J. Phys. Soc. Jpn76(7)p.0748022007年-

DOI

Single amino acid substitutions in lattice proteins using statistical mechanical model for protein folding

H. Wako and H. Abe

J Phys. Soc. Jpn76(10)p.1048012007年-

DOI

Analyses of simulations of three-dimensional lattice proteins in comparison with a simplified statistical mechanical model of protein folding

H. Abe and H. Wako

Physical Review E74p.0119132006年-

Application of a statistical mechanical model for protein folding to a three-dimensional lattice protein

H. Abe andH. Wako

J. Phys. Soc. Jpn73(5)p.1143 - 11462004年-

ProMode: a database of normal mode analyses on protein molecules with a full-atom model

H. Wako, M. Kato and S. Endo

Bioinformatics20(13)p.2035 - 20432004年-

Environment-dependent and position-specific frequencies of amino acid occurrences in α-helices

H. Wako, J. An, and A. Sarai

Chem-Bio Info. J3(2)p.58 - 772003年-

Analysis of structural motifs of proteins using sets of codes, describing local structures

J. An, H. Wako, and A. Sarai

Mol. Biol. (Mosk)35p.1056 - 10622001年-

Sampling efficiency of molecular dynamics and Monte Carlo method in protein simulation

H. Yamashita, S. Endo, H. Wako, and A. Kidera

Chem. Phys. Lett.342p.382 - 3862001年-

Significance of a two-domain structure in subunits of phycobiliproteins revealed by the normal mode analysis.

H. Kikuchi, H. Wako, K. Yura, M. Go, and M. Mimuro

Biophys. J.79p.1587 - 16002000年-

Nobel method to detect a motif of local structures in different protein conformations

H. Wako and T. Yamato

Protein Engineering11p.981 - 9901998年-

Conformational Analysis of Nucleic Acid Molecules with Flexible Furanose Rings in Dihedral Angle Space

M. Tomimoto, N. Go, and H. Wako

J. Comp. Chem.17p.71996年-

New implementation of and the modeling by the extended simulated annealing process to structures of T4 lysozyme mutants at the 86th residue

S. Endo, J. Higo, K. Nagayama, and H. Wako

J. Comp. Chem.17(4)p.4761996年-

A Comparative Study of Dynamic Structures Between Phage 434 Cro and Repressor Proteins by Normal Mode Analysis

H. Wako, M. Tachikawa, and A. Ogawa

PROTEINS: Struc. Func. Genet.261996年-

Dynamic Relationships among Economic Variables Examined by the Embedding Method

T. Inaba, Y. Nagai, and H. Wako

Dynamical Systems and Chaos (N. Aoki et al. ed.) / World Scientific1995年-

Secondary structure prediction of β-subunits of the gonadotropin-thyrotropin family from its aligned sequences using environment-dependent amino-acid substitution tables and conformational propensities

H. Wako and S. Ishii

Biochimica et Biophysica Acta1247p.1041995年-

FEDER/2: Program for Static and Dynamic Conformational Energy Analysis of Macro-Molecules in Dihedral Angle Space

H. Wako, S. Endo, K. Nagayama, and N. Go

Comp. Phys. Comm.911995年-

Use of amino acid environment-dependent substitution tables and conformational propensities in structure prediction from aligned sequences of homologous proteins I. Solvent accessibility class

H. Wako and T.L. Blundell

Journal of Molecular Biology238p.6821994年-

Use of amino acid environment-dependent substitution tables and conformational propensities in structure prediction from aligned sequences of homologous proteins II. Secondary structures

H. Wako and T.L. Blundell

Journal of Molecular Biology238p.6931994年-

The recognition of protein structure and function from sequence : adding value to genome data

A.C. May, M.S. Johnson, S.D. Rufino, H. Wako, Z.Y. Zhu, R. Sowdhamini, N. Srinivasan, M.A. Rodionov, and T.L. Blundell

Phil. Trans. R. Soc. Lond. B344p.3731994年-

Molecular biology of gonadotropins.

S. Ishii, H. Ando, H. Wako, and Y. Kubota

Avian Endocrinology (P.J. Sharp ed.) /J of Endocrinology Ltd, Bristolp.123 - 1341993年-

A new version of DADAS (DistanceAnalysis in Dihedral Angle Space) and its performance.

S. Endo, H. Wako, K. Nagayama, and N. Go

Computational Aspects of the Study of Biological Macromoleculesby Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (J.C.. Hoch et al. ed.) / Plenum Press, New Yorkp.233 - 2511991年-

Distance-constraint approachto higher-order structures of globular proteins with empirically determineddistances between amino acid residues.

H. Wako and Y. Kubota

J. Protein Chem.10p.233 - 2431991年-

Protein conformation in terms of conformational energy analysis.

H. Wako

Protein Structural Analysis, Folding and Design (H.. Hatano ed.) / Japan Scientific Societies Press and Elsevier p.3 - 171990年-

Inspection of three-dimensional structures of proteins with dynamical information from the normal mode analysis

H. Wako

Prot. Seq. Data Anal.2p.175 - 1801989年-

A fractal model of protein conformationsand spectral exponents for the densities of low-frequency normal modesof vibration.

H. Wako

J. Phys. Soc. Jpn58p.1926 - 19291989年-

Monte Carlo simulations of aprotein molecule with and without hydration energy calculated by the hydration-shellmodel.

H. Wako

J. Protein Chem.8p.733 - 7471989年-

Dynamic structures of globularproteins with respect to correlative movements of residues calculated inthe normal mode analysis.

H. Wako

J. Protein Chem.8p.589 - 6071989年-

Inspection of three-dimensionalstructures of proteins with dynamical information from the normal modeanalysis.

H. Wako

Protein Seq. Data Anal.2p.175 - 1801989年-

Algorithm for rapid calculationof hessian of conformational energy function of proteins by supercomputer.

H. Wako and N. Go

J. Comp. Chem.8p.625 - 6351987年-

Development of software tools for protein structure design.

H. Nakamura, T. Yamazaki, H. Abe, T. Noguti, Y. Seno, H. Wako, and N. Go

J. Mol. Graph.4p.180 - 1811986年-

Unfolding of tertiary structuresof proteins.

H. Wakana, H. Yokomizo, H. Wako, Y. Isogai, K. Kosuge, and N. Saito

Int. J. Pept. Protein Res.23p.657 - 6701984年-

Monte Carlo study on local andsmall-amplitude conformational fluctuation in hen egg white lysozyme.

H. Wakana, H. Wako, and N. Saito

Int. J. Pept. Protein Res.23p.315 - 3231984年-

Hydrophobic interaction and the prediction of the tertiary structures of proteins.

N. Saito, H. Wako, T. Akutsu, and Y. Oyama

Studies Phys. Theor. Chem.27p.325 - 3381983年-

Statistical mechanical treatmentof α-helices and extended structures in proteins with inclusion of short-and medium-range interactions.

H. Wako, N. Saito, and H.A. Scheraga

J. Protein Chem.2p.221 - 2491983年-

Cis-trans isomerizationof proline in the peptide (His 105-Val 124) of ribonuclease A containingthe primary nucleation site.

R.P. Mathew, F. Gerewitz, H. Wako and H.A. Scheraga

J. Protein Chem.2p.131 - 1461983年-

Distance-constraint approachto protein folding. II. Prediction of three-dimensional structure of bovinepancreatic trypsin inhibitor

H. Wako and H.A. Scheraga

J. Protein Chem.1p.85 - 1171982年-

Distance-constraint approachto protein folding. I. Statistical analysis of protein conformations interms of distances between residues.

H. Wako and H.A. Scheraga

J. Protein Chem.1p.5 - 451982年-

Visualization of the natureof protein folding by a study of a distance constraint approach in two-dimensionalmodels.

H. Wako and H.A. Scheraga

Biopolymers 21p.611 - 6321982年-

On the use of distance constraintsto fold a protein.

H. Wako and H.A. Scheraga

Macromolecules14p.961 - 9691981年-

Statistical mechanical theoryof the protein conformation II. Folding pathway for protein.

H. Wako and N. Saito

J. Phys. Soc. Jpn44p.1939 - 19451978年-

Statistical mechanical theoryof the protein conformation I. General considerations and the applicationto homopolymers.

H. Wako and N. Saito

J. Phys. Soc. Jpn44p.1931 - 19381978年-

Tertiary structures of gastrin-like tetrapeptides.

T. Yamada, H. Wako, N. Saito, Y. Isogai, and H. Watari

Int. J. Pept. Protein Res.8p.607 - 6141976年-

Dynamic features of homodimer interfaces calculated by normal-mode analysis

Tsuchiya, Yuko;Kinoshita, Kengo;Endo, Shigeru;Wako, Hiroshi

PROTEIN SCIENCE21(10)p.1503 - 15132012年-2012年

DOIWoS

詳細

ISSN:0961-8368

Memorial Issue for Professor Nobuhiko Saitô

Yura Kei;Wako Hiroshi

Biophysics and Physicobiology13(0)p.243 - 2432016年-2016年

CiNii

Statistical Mechanical Theory of the Protein Conformation. I. General Considerations and the Application to Homopolymers

Wako Hiroshi;Saitô Nobuhiko

Journal of the Physical Society of Japan44(6)

CiNii

詳細

ISSN:0031-9015

A Fractal Model of Protein Conformations and Spectral Exponents for the Densities of Low-Frequency Normal Modes of Vibration

Wako Hiroshi

Journal of the Physical Society of Japan58(6)

CiNii

詳細

ISSN:0031-9015

Normal mode analysis based on an elastic network model for biomolecules in the Protein Data Bank, which uses dihedral angles as independent variables.

Wako Hiroshi;Endo Shigeru

Normal mode analysis based on an elastic network model for biomolecules in the Protein Data Bank, which uses dihedral angles as independent variables.442013年-2013年

DOI

詳細

ISSN:1476-928X

概要::We have developed a computer program, named PDBETA, that performs normal mode analysis (NMA) based on an elastic network model that uses dihedral angles as independent variables. Taking advantage of the relatively small number of degrees of freedom required to describe a molecular structure in dihedral angle space and a simple potential-energy function independent of atom types, we aimed to develop a program applicable to a full-atom system of any molecule in the Protein Data Bank (PDB). The algorithm for NMA used in PDBETA is the same as the computer program FEDER/2, developed previously. Therefore, the main challenge in developing PDBETA was to find a method that can automatically convert PDB data into molecular structure information in dihedral angle space. Here, we illustrate the performance of PDBETA with a protein-DNA complex, a protein-tRNA complex, and some non-protein small molecules, and show that the atomic fluctuations calculated by PDBETA reproduce the temperature factor data of these molecules in the PDB. A comparison was also made with elastic-network-model based NMA in a Cartesian-coordinate system.

New tools and functions in data-out activities at Protein Data Bank Japan (PDBj)

Kinjo, Akira R.; Bekker, Gert Jan; Wako, Hiroshi; Endo, Shigeru; Tsuchiya, Yuko; Sato, Hiromu; Nishi, Hafumi; Kinoshita, Kengo; Suzuki, Hirofumi; Kawabata, Takeshi; Yokochi, Masashi; Iwata, Takeshi; Kobayashi, Naohiro; Fujiwara, Toshimichi; Kurisu, Genji; Nakamura, Haruki

Protein Science27(1)p.95 - 1022018年01月-2018年01月 

PubMedDOIScopus

詳細

ISSN:09618368

概要:© 2017 The Authors Protein Science published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of The Protein Society The Protein Data Bank Japan (PDBj), a member of the worldwide Protein Data Bank (wwPDB), accepts and processes the deposited data of experimentally determined biological macromolecular structures. In addition to archiving the PDB data in collaboration with the other wwPDB partners, PDBj also provides a wide range of original and unique services and tools, which are continuously improved and updated. Here, we report the new RDB PDBj Mine 2, the WebGL molecular viewer Molmil, the ProMode-Elastic server for normal mode analysis, a virtual reality system for the eF-site protein electrostatic molecular surfaces, the extensions of the Omokage search for molecular shape similarity, and the integration of PDBj and BMRB searches.

Normal mode analysis as a method to derive protein dynamics information from the Protein Data Bank

Wako, Hiroshi; Endo, Shigeru

Biophysical Reviews9(6)p.877 - 8932017年12月-2017年12月 

DOIScopus

詳細

ISSN:18672450

概要:© 2017, International Union for Pure and Applied Biophysics (IUPAB) and Springer-Verlag GmbH Germany. Normal mode analysis (NMA) can facilitate quick and systematic investigation of protein dynamics using data from the Protein Data Bank (PDB). We developed an elastic network model-based NMA program using dihedral angles as independent variables. Compared to the NMA programs that use Cartesian coordinates as independent variables, key attributes of the proposed program are as follows: (1) chain connectivity related to the folding pattern of a polypeptide chain is naturally embedded in the model; (2) the full-atom system is acceptable, and owing to a considerably smaller number of independent variables, the PDB data can be used without further manipulation; (3) the number of variables can be easily reduced by some of the rotatable dihedral angles; (4) the PDB data for any molecule besides proteins can be considered without coarse-graining; and (5) individual motions of constituent subunits and ligand molecules can be easily decomposed into external and internal motions to examine their mutual and intrinsic motions. Its performance is illustrated with an example of a DNA-binding allosteric protein, a catabolite activator protein. In particular, the focus is on the conformational change upon cAMP and DNA binding, and on the communication between their binding sites remotely located from each other. In this illustration, NMA creates a vivid picture of the protein dynamics at various levels of the structures, i.e., atoms, residues, secondary structures, domains, subunits, and the complete system, including DNA and cAMP. Comparative studies of the specific protein in different states, e.g., apo- and holo-conformations, and free and complexed configurations, provide useful information for studying structurally and functionally important aspects of the protein.

Normal mode analysis based on an elastic network model for biomolecules in the Protein Data Bank, which uses dihedral angles as independent variables

Wako, Hiroshi;Endo, Shigeru

COMPUTATIONAL BIOLOGY AND CHEMISTRY44p.22 - 302013年-2013年

DOIWoS

詳細

ISSN:1476-9271

Statistical Mechanical Theory of the Protein Conformation. II. Folding Pathway for Protein

Wako Hiroshi;Saitô Nobuhiko

Journal of the Physical Society of Japan44(6)

CiNii

詳細

ISSN:0031-9015

Ligand-induced conformational change of a protein reproduced by a linear combination of displacement vectors obtained from normal mode analysis.

Wako Hiroshi;Endo Shigeru

Ligand-induced conformational change of a protein reproduced by a linear combination of displacement vectors obtained from normal mode analysis.159(2-3)2011年-2011年

DOI

詳細

ISSN:1873-4200

概要::The conformational change of a protein upon ligand binding was examined by normal mode analysis (NMA) based on an elastic-network model (ENM) for a full-atom system using dihedral angles as independent variables. Specifically, we investigated the extent to which conformational change vectors of atoms from an apo form to a holo form of a protein can be represented by a linear combination of the displacement vectors of atoms in the apo form calculated for the lowest-frequency m normal modes (m=1, 2,…, 20). In this analysis, the latter vectors were best fitted to the former ones by the least-squares method. Twenty-two paired proteins in the holo and apo forms, including three dimer pairs, were examined. The results showed that, in most cases, the conformational change vectors were reproduced well by a linear combination of the displacement vectors of a small number of low-frequency normal modes. The conformational change around an active site was reproduced as well as the entire conformational change, except for some proteins that only undergo significant conformational changes around active sites. The weighting factors for 20 normal modes optimized by the least-squares fitting characterize the conformational changes upon ligand binding for these proteins. The conformational changes sampled around the apo form of a protein by the linear combination of the displacement vectors obtained by ENM-based NMA may help solve the flexible-docking problem of a protein with another molecule because the results presented herein suggest that they have a relatively high probability of being involved in an actual conformational change.

Application of a Statistical Mechanical Model for Protein Folding to a Three-Dimensional Lattice Protein

Abe Haruo;Wako Hiroshi

Journal of the Physical Society of Japan73(5)

CiNii

詳細

ISSN:0031-9015

書籍等出版物

Study of Folding/Unfolding Kinetics of Lattice Proteins by Applying a Simple Statistical Mechanical Model for Protein Folding

H. Wako and H. Abe

Nova Biomedical2011年 01月-

詳細

ISBN:978-1-61761-922-9

トポロジーデザイニング 新しい幾何学からはじめる物質・材料設計(分担執筆): 「タンパク質のモチーフ構造解析 」

輪湖 博

(株)エヌ・ティー・エヌ2009年 04月-

詳細

ISBN:978-4-86034-162-4

科学技術は社会とどう共生するか(分担執筆): 「科学技術ジャーナリストの課題」(パネルディスカッションの記録)

高橋真理子・渡部潤一・輪湖 博・小山慶太

東京電機大学出版局2009年 04月-

詳細

ISBN:978-4-501-62430-9

複雑系の構造と予測 (分担執筆): 「タンパク質分子の立体構造転移」

輪湖 博、安部晴男

共立出版2006年 06月-

バイオインフォマティクス事典 (分担執筆): 「構造エネルギー最適化法」「基準振動解析」の項目

輪湖 博

共立出版2006年 06月-

物理学辞典三訂版 (分担執筆): 「アンフィンゼンのドグマ」「タンパク質の折りたたみ過程」「ディスタンス・ジオメトリー」の項目

輪湖 博

培風館2005年 09月-

タンパク質のかたちと物性 (分担執筆): 「タンパク質という複雑系へのアプローチ」

輪湖 博

共立出版1997年-

社会人間学 (分担執筆): 「生命倫理学と人間行動」

那須 政玄、輪湖 博

成文堂1997年-

時間と変化の経済学 (共訳)

有賀裕二、浅田統一郎、稲葉敏夫、輪湖 博

中央大学出版部1994年-

アイザック・アシモフの科学と発見の年表 (共訳)

小山慶太、輪湖 博

丸善1992年-

機能性食品タンパク質工学ハンドブック (分担執筆): 「タンパク質の高次構造と機能-計算化学・計算物理学からのアプローチ」

輪湖 博

サイエンスフォーラム1991年-

計算物理学と計算化学 (分担執筆): 「蛋白質の立体構造シミュレーション」(共著)

輪湖 博、郷 信広

海文堂1988年-

遺伝情報の科学

輪湖 博

成文堂1990年-

BASICによる生物 (共著)

荻原利彦、小林謙三、永井喜則、土屋尚、輪湖 博

共立出版1987年-

『Protein Structural Analysis, Folding and Design』(分担執筆)、Protein Conformation in terms of conformational energy analysis

Japan Scientific Societies Press & Elsvier1990年-

『Computational Aspects of the Study of Biological Macromolecules by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy』(分担執筆)、A new version of DADAS(Distance Analysis in Dihedral Angle Space)and its performance(共著)

Plenum1991年-

講演・口頭発表等

Ensemble Docking Simulation for β-2 Adrenergic Receptor Using Elastic Network Model

CBI学会2013年大会2013年10月28日

詳細

ポスター発表

結晶環境における弾性ネットワークモデルを用いた高分解能X線構造における温度因子の再現

第51回日本生物物理学会年会2013年10月30日

詳細

ポスター発表

結晶中のタンパク質分子に対する2面角系弾性ネットワークモデル

第13回日本蛋白質科学会年会2013年06月12日

詳細

ポスター発表

弾性ネットワークモデルによる基準振動モードを取り込んだβ2アドレナリンGPCRのアンサンブルドッキングシミュレーション

第13回日本蛋白質科学会年会2013年06月13日

詳細

ポスター発表

基準振動解析に基づくホモダイマー相互作用面の動的な特徴

第13回日本蛋白質科学会年会2013年06月14日

詳細

ポスター発表

弾性ネットワークモデルを利用したβ2アドレナリン受容体のアンサンブルドッキング

第50回日本生物物理学会年会2012年09月24日

詳細

ポスター発表

リガンド結合に伴う多量体タンパク質の三次構造および四次構造変化の基準振動解析

第12回 日本蛋白質科学会年会2012年06月22日

詳細

ポスター発表

水和自由エネルギーを考慮したタンパク質の弾性ネットワークモデル

第12回 日本蛋白質科学会年会2012年06月21日

詳細

ポスター発表

Development and Releasing of New Databases forProtein Dynamics: ProMode-Oligomer and ProMode-Elastic.

CBI学会・JSBi学会合同大会2011年11月08日

詳細

ポスター発表

Characterization of a conformational change of protein with elastic-network-model based normal mode analysis in dihedral angle space.

第17回国際生物物理学会2011年10月31日

詳細

ポスター発表

Conformational change reproduced by a linear combination of displacement vectors obtained from normal mode analysis

第49回日本生物物理学会年会2011年09月18日

詳細

口頭発表(一般)

基質結合にともなうタンパク質の構造変化の基準振動解析による再現

第11回日本蛋白質科学会年会2011年06月07日

詳細

ポスター発表

二面角系弾性ネットワークモデルによる基準振動解析:タンパク質−DNA複合体における内部運動と外部運動

第11回日本蛋白質科学会年会2011年06月07日

詳細

ポスター発表

Structure deviation analyses of proteins complexed with various ATP analogs.

InCob 20102010年09月26日

詳細

ポスター発表

ProMode-Elastic: database of elastic-network-model based normal mode analysis

InCob 20102010年09月26日

詳細

ポスター発表

ミオシンモータードメインにおけるATP加水分解反応機構の分子軌道法研究

第48回日本生物物理学会年会2010年09月21日

詳細

ポスター発表

リング状の5量体タンパク質の基準振動解析

第48回日本生物物理学会年会2010年09月20日

詳細

ポスター発表

水素結合を考慮したタンパク質の弾性ネットワークモデルの精密化

第10回日本蛋白質科学会年会2010年06月18日

詳細

ポスター発表

二面角系弾性ネットワークモデルによる基準振動解析:DNA 結合タンパク質への適用

第10回日本蛋白質科学会年会2010年06月18日

詳細

ポスター発表

ATP加水分解中のミオシン内残基間距離の相対変化のPDBデータを用いた研究

第47回日本生物物理学会年会2009年10月

詳細

ポスター発表

基準振動解析データベースPDBηおよびProMode-Oligomerの開発

第47回日本生物物理学会年会2009年10月

詳細

ポスター発表

フォールディングキネティクスにおけるアミノ酸残基の役割—格子タンパク質に統計力学モデルを適用して—

第47回日本生物物理学会年会2009年10月

詳細

ポスター発表

基準振動に基づく蛋白質・蛋白質相互作用の動的特徴の解析

第47回日本生物物理学会年会2009年10月

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ポスター発表

アミノ酸配列からのタンパク質揺らぎ領域予測と蛋白質間相互作用への適用

第47回日本生物物理学会年会2009年10月

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ポスター発表

基準振動に基づく蛋白質複合体界面の動的構造の解析

第9回日本蛋白質科学会2009年05月

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ポスター発表

アミノ酸配列情報を用いた蛋白質運動性の予測

第8回日本蛋白質科学会年会2008年06月

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ポスター発表

タンパク質複合体の基準振動における結合モードの解析

第8回日本蛋白質科学会年会2008年06月

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ポスター発表

二面角系での弾性ネットワークモデルによる基準振動解析

第8回日本蛋白質科学会年会2008年06月

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ポスター発表

コンタクトオーダーとフォールディング速度との関係−3次元格子タンパク質の円順列変異体に統計力学モデルを適用して

第8回日本蛋白質科学会年会2008年06月

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ポスター発表

基準振動解析における結合モードに基づくタンパク質複合体の動的構造の分類

日本生物物理学会第46回年会2008年12月

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ポスター発表

二面角系での弾性ネットワークモデルによる基準振動解析の評価

日本生物物理学会第46回年会2008年12月

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ポスター発表

タンパク質の主鎖トポロジーとフォールディングキネティクスとの関係—3次元格子タンパク質の円順列変異体に統計力学モデルを適用して

日本生物物理学会第46回年会2008年12月

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ポスター発表

ATP加水分解におけるミオシンモータードメインの局所構造変化の相関

日本生物物理学会第46回年会2008年12月

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ポスター発表

ProModeユーザーのための基準振動解析プログラムの開発

第7回日本蛋白質科学会年会2007年05月

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ポスター発表

立体構造不定領域のあるタンパク質の動的構造の解析とデータベースProModeへの取り込み

第7回日本蛋白質科学会年会2007年05月

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ポスター発表

アミノ酸置換によるファールディング速度の変化−格子タンパク質に統計力学モデルを適用して−

第7回日本蛋白質科学会年会2007年05月

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ポスター発表

ATPアナログ結合ミオシン結晶データのパッチ解析による構造比較

日本生物物理学会第45回年会2007年12月

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ポスター発表

アミノ酸配列からのタンパク質の構造揺らぎ領域の予測

日本生物物理学会第45回年会2007年12月

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ポスター発表

フォールディンぐの安定性とキネティクスにおけるアミノ酸残基の役割−3次元格子タンパク質に統計力学モデルを適用して

日本生物物理学会第45回年会2007年12月

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ポスター発表

ProModeを利用したタンパク質の基準振動解析プログラムの開発

日本生物物理学会第45回年会2007年12月

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ポスター発表

蛋白質2分子複合体の基準振動の包括的解析

日本生物物理学会第45回年会2007年12月

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ポスター発表

Dynamic structures of proteins characterized by networks formed by connecting positively correlated residues in normal mode vibrations

日本生物物理学会第44回年会2006年11月

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ポスター発表

Normal mode analyses of multimeric proteins with symmetry in dihedral angle space

日本生物物理学会第44回年会2006年11月

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ポスター発表

Structural alignment with Delaunay codes characterizing local structures and structural motifs identified by the alignment

日本生物物理学会第44回年会2006年11月

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ポスター発表

Effect of single amino acid substitutions on kinetic properties of folding studied by a statistical mechanical model of lattice proteins

日本生物物理学会第44回年会2006年11月

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ポスター発表

相同タンパク質の動的構造I.ヒトリゾチームの動的構造に対するアミノ酸置換の影響

第5回日本蛋白質科学会年会2005年06月

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ポスター発表

相同タンパク質の動的構造II.同一スーパーファミリー内での比較

第5回日本蛋白質科学会年会2005年06月

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ポスター発表

ドロネー四面体分割を用いた局所構造に基づくタンパク質構造分類の考察

第5回日本蛋白質科学会年会2005年06月

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ポスター発表

アミノ酸置換による熱力学量の変化と折れたたみ機構

第5回日本蛋白質科学会年会2005年06月

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ポスター発表

異種及び同種2量体タンパク質の基準振動解析

日本生物物理学会第43回年会2005年11月

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ポスター発表

基準振動解析による相同なタンパク質の動的構造の比較

日本生物物理学会第43回年会2005年11月

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ポスター発表

Comparisons between dynamic properties of homologous protein structure in ProMode (Database of normal mode analyses on proteins)

GIW20052005年12月

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ポスター発表

ProMode: a collection and comparison of normal mode analysis results of protein molecules

The 1st Pacific-Rim International Conference on Protein Science2004年04月

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ポスター発表

A Statictical Mechanical Model for Protein Folding: A Study on Three-Dimensional Lattice Proteins

The 1st Pacific-Rim International Conference on Protein Science2004年04月

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ポスター発表

Development of Energy-Minimization and Molecular Simulation Algorithm Considering Solvation Effects in Dihedral Angles Space

The 1st Pacific-Rim International Conference on Protein Science2004年04月

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ポスター発表

ドロネー四面体分割を用いたタンパク質構造比較

FIT20042004年09月

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ポスター発表

ドロネー四面体コードを用いたタンパク質構造分類

日本生物物理学会第42回年会2004年12月

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ポスター発表

アミノ酸置換に伴うタンパク質の動的構造の変化−ヒトリゾチーム変異体における基準振動解析−

日本生物物理学会第42回年会2004年12月

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ポスター発表

格子タンパク質におけるアミノ酸置換による熱力学量の変化

日本生物物理学会第42回年会2004年12月

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ポスター発表

ProMode−知見情報の基準振動アニメーションへの反映

日本生物物理学会第42回年会2004年12月

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ポスター発表

完全グラフを利用したタンパク質のrigid domainの同定とSCOPへの応用

日本生物物理学会第42回年会2004年12月

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ポスター発表

Reflection of knowledge information in ProMode (a database of normal mode analyses on proteins)

GIW20042004年12月

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ポスター発表

ProMode: タンパク質の基準振動データベースの解析−動的ドメインの同定−

第3回日本蛋白質科学会年会2003年06月

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ポスター発表

データベースを利用したタンパク質の分子認識機構の解析

第3回日本蛋白質科学会年会2003年06月

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ポスター発表

島模型によるタンパク質の構造変化の統計力学

第3回日本蛋白質科学会年会2003年06月

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ポスター発表

ProModeの開発と動的ドメインの解析

日本生物物理学会第41回年会2003年09月

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ポスター発表

2面角系における溶媒効果を取り込んだ蛋白質エネルギー極小化アルゴリズムの開発

日本生物物理学会第41回年会2003年09月

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ポスター発表

単体・複合体の立体構造変化の解析による分子認識機構解析

日本生物物理学会第41回年会2003年09月

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ポスター発表

タンパク質フォールディング過程における天然接触ペアと非天然接触ペアの出現頻度と役割

日本生物物理学会第41回年会2003年09月

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ポスター発表

溶媒効果を取り込んだ蛋白質エネルギー極小化アルゴリズムの2面角系への拡張

第26回溶液化学シンポジウム2003年10月

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ポスター発表

Improvements in ProMode (a database of normal mode analyses of proteins)

GIW20032003年12月

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ポスター発表

Promode:タンパク質の基準振動解析データベースの作成

第2回日本蛋白質科学会年会2002年06月

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ポスター発表

3次元格子タンパク質のフォールディングのモンテカルロ・シミュレーションと統計力学モデル

第2回日本蛋白質科学会年会2002年06月

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ポスター発表

蛋白質の分子認識に伴う構造変化データベースの構築と解析

第2回日本蛋白質科学会年会2002年06月

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ポスター発表

蛋白質立体構造データベースの国際的運営(wwPDB)と高度化:PDBj

第2回日本蛋白質科学会年会2002年06月

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ポスター発表

パッチ解析におけるパッチ構成アミノ酸の統計的分析

日本生物物理学会第40回年会2002年11月

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ポスター発表

タンパク質の基準振動解析データベースProMode

日本生物物理学会第40回年会2002年11月

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ポスター発表

複数鎖からなるタンパク質の基準振動解析

日本生物物理学会第40回年会2002年11月

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ポスター発表

タンパク質フォールディングの統計力学モデル

日本生物物理学会第40回年会2002年11月

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ポスター発表

データベースを利用したタンパク質の分子認識機構の解析

日本生物物理学会第40回年会2002年11月

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ポスター発表

ProMode: A database of normal mode analysis of proteins.

GIW20022002年12月

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ポスター発表

PROSITEパターンを含むrigidな局所構造の同定

第1回日本蛋白質科学会年会2001年06月

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ポスター発表

基準振動で方向づけられた分子動力学によるタンパク質構造空間の探索

第1回日本蛋白質科学会年会2001年06月

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ポスター発表

同じ生構造(三次元格子タンパク質)をもつ二つのアミノ酸配列の再生・変性転移のモンテカルロ・シミュレーション

第1回日本蛋白質科学会年会2001年06月

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ポスター発表

Exploration of the structural space of proteins by molecular dynamics directed initially to normal modes

4-th International Conferenece on Biological Physics2001年07月

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ポスター発表

Rigid local structure motifs in proteins detected by the Delaunay tessellation method.

4-th International Conferenece on Biological Physics2001年07月

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ポスター発表

Geometrical analysis of protein structures

4-th International Conferenece on Biological Physics2001年07月

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ポスター発表

PROSITEパターン近傍の局所構造の解析

日本生物物理学会第39回年会2001年10月

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ポスター発表

タンパク質の分子認識に伴う構造変化データベースの構築と解析

日本生物物理学会第39回年会2001年10月

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ポスター発表

自由な局所構造模型による3次元格子タンパク質の折れたたみ過程

日本生物物理学会第39回年会2001年10月

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ポスター発表

3次元格子タンパク質の再生・変性転移における局所構造

日本生物物理学会第39回年会2001年10月

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ポスター発表

蛋白質立体構造モチーフ解析

蛋白合同年会・東京2000(第12回日本蛋白工学会年会)2000年06月

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ポスター発表

分子動力学によるタンパク質の基準振動間のエネルギー移動の解析

蛋白合同年会・東京2000(第12回日本蛋白工学会年会)2000年06月

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ポスター発表

Analysis of structural motifs in proteins

2000年08月

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ポスター発表

立体構造モチーフの表現と探索

日本生物物理学会第38回年会2000年09月

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ポスター発表

3次元格子タンパク質の再生・変性転移のモンテカルロ・シミュレーションと自由な局所構造模型

日本生物物理学会第38回年会2000年09月

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ポスター発表

タンパク質の基準振動で方向づけられた分子動力学

日本生物物理学会第38回年会2000年09月

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ポスター発表

p53の疎水性側鎖がオリゴマー化ドメインの3次構造に及ぼす影響

第37回ペプチド討論会2000年10月

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ポスター発表

複数のDelaunay四面体からなる局所構造モチーフの探索法の開発

「タンパク質高次構造に基づくゲノム情報科学」第1回公開ワークショップ2001年01月

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ポスター発表

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:

タンパク質の二面角系弾性ネットワークモデルによる基準振動解析

配分額:¥4320000

研究種別:

タンパク質分子系の基準振動における解離会合モードの解析とデータベースの作成

配分額:¥3100000

研究種別:

タンパク質の基準振動解析データベースを利用した動的構造の比較研究

配分額:¥3500000

研究種別:

ゲノム情報からのタンパク質構造の分類と予測

配分額:¥32400000

研究種別:

タンパク質分子の基準振動間のカップリングに基づく動的構造の解析

配分額:¥2500000

研究種別:

タンパク質立体構造における局所構造モチーフの分類と解析

配分額:¥3200000

研究種別:

ホルモンの分子構造と脳下垂体の構造からみた生殖腺刺激ホルモンの進化

配分額:¥10500000

研究種別:

タンパク質立体構造の比較・予測・デザイン

配分額:¥340200000

研究種別:

タンパク質立体構造の構築原理研究の総括

配分額:¥49700000

研究種別:

脳下垂体ホルモンの進化

配分額:¥23500000

研究種別:

タンパク質の立体構造の計算機による解析法の開発とそれを用いた立体構造の解析

配分額:¥2400000

研究種別:

立体構造エネルギー解析法による蛋白質の三次構造に関する研究

配分額:¥1400000

研究種別:

タンパク質の動的特性を特徴づけるための分子内動的構造ネットワーク解析法の開発

2016年-0月-2019年-0月

配分額:¥2340000

学内研究制度

特定課題研究

二面角空間でのタンパク質の分子動力学シミュレーション

1997年度

研究成果概要:タンパク質の立体構造をその立体構造エネルギーという観点から解析し、研究するために、これまで、エネルギーの最小化、基準振動解析、モンテカルロ・シミュレーションを二面角を変数として実行するプログラムFEDERの開発を行ってきた。しかし...タンパク質の立体構造をその立体構造エネルギーという観点から解析し、研究するために、これまで、エネルギーの最小化、基準振動解析、モンテカルロ・シミュレーションを二面角を変数として実行するプログラムFEDERの開発を行ってきた。しかし、二面角を変数とする分子動力学計算に関しては、変数の3乗に比例する計算量が必要と考えられ、実用的でなかったため、プログラムの開発を見送ってきた経緯がある。しかし、近年、変数の1乗に比例する計算量で可能なアルゴリズムが相次いで発表されたことを受けて、われわれのプログラムFEDERにもその機能を付加し、分子動力学シミュレーションを行ってみることとした。 結果的に2つのアルゴリズムを試すこととなった。最初に採用したJainらのアルゴリズムは、シミュレーションを続けるうちに運動量が変動し、計算が不安定になる欠点があることがわかった。そこで新たにMazurらのアルゴリズムを採用したプログラムを開発した。こちらは、運動量保存がアルゴリズム的に保証されており、現在までに行ったテストの結果では、少なくとも通常の環境設定でのシミュレーションはJainらのものより安定に進行することがわかった。しかし、非常にエネルギーが高い初期値、非常な高温、非常に大きな系でのシミュレーションにはついてはまだ十分に検討しておらず、改良が必要となる可能性もある。また、並行して、最小エネルギー構造のまわりでの基準振動モードにそったゆらぎのシミュレーションについてもテスト計算を行った。 今後、プログラムの改良とともに、具体的なタンパク質を設定してシミュレーションを行う予定である。

基準振動解析によるタンパク質ダイナミクスの比較研究

2002年度

研究成果概要: タンパク質立体構造の構築原理を明らかにし、構造と機能の関係を理解することは、構造生物学、バイオインフォーマティクスなどにおけるポスト・ゲノムの重要な研究課題の一つである。そこでは、静的構造のみならず、動的構造を考慮した研究が不可... タンパク質立体構造の構築原理を明らかにし、構造と機能の関係を理解することは、構造生物学、バイオインフォーマティクスなどにおけるポスト・ゲノムの重要な研究課題の一つである。そこでは、静的構造のみならず、動的構造を考慮した研究が不可欠であることが広く認識されているものの、ダイナミクスに関する研究の多くは個別のタンパク質に関するもので、より多くのタンパク質のダイナミクスを比較研究することによって、より大局的な視点から解析したものは殆んどないのが現状である。そこで本研究では、われわれが現在構築中のタンパク質の基準振動解析データベースを利用して、多くのタンパク質の動的構造を比較し、立体構造の構築原理、そして構造・機能相関の問題にアプローチすることを目的として研究を行ってきた。 本年度は、まず、より多くのタンパク質について基準振動解析を行い、そのデータを蓄積した。 その上で、タンパク質の立体構造を構成する部品としての局所構造の性格をダイナミクスの観点から明らかにするために、各基準振動モードについて、各原子ペアのゆらぎベクトルの内積をとり、正の相関が強い原子がそれぞれ一つの集合を構成するようクラスター化することによってドメインを定義する方法を開発した。これまで、動的なドメインを定義する方法にはDynDomというソフトがよく使われているが、この方法では、見た目あきらかにドメインが存在すると思われる場合でも定義されない場合が多く、その後の解析ができないという欠点があった。本研究で開発した方法はそれを補うことができ、ダイナミクスの観点からドメインを定義し、タンパク質立体構造の構築原理を考える上で、新たな視点を提供することができると思う。今後、得られたドメインを分類し、性格付けしていく予定である。

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
数理科学概論社会科学部2019春学期
生命科学 1社会科学部2019春学期
生命科学 2社会科学部2019秋学期
エントロピー概論社会科学部2019秋学期
ゼミナールII(生命システム研究/春学期)社会科学部2019春学期
ゼミナールII(生命システム研究/秋学期)社会科学部2019秋学期
ゼミナールIII(生命システム研究/春学期)社会科学部2019春学期
ゼミナールIII(生命システム研究/秋学期)社会科学部2019秋学期
生命科学 I大学院社会科学研究科2019春学期
生命科学 II大学院社会科学研究科2019秋学期
生命科学研究演習 I(春学期)大学院社会科学研究科2019春学期
生命科学研究演習 I(秋学期)大学院社会科学研究科2019秋学期
生命科学研究演習 II(春学期)大学院社会科学研究科2019春学期
生命科学研究演習 II(秋学期)大学院社会科学研究科2019秋学期