博 士 論 文 概 要

早稲田大学大学院 先進理工学研究科

博 士 論 文 概 要

論 文 題 目

誘電・圧電アロステリーによる

アクチンを基盤とした生体運動の物理機構 Physical mechanism of actin-based motility

by dielectric and piezoelectric allostery

申 請 者

大貫 隼

Jun OHNUKI

物理学及応用物理学専攻 理論生物物理学研究

2018 年 12 月

No. 1

本 論 文 は 、 生 体 運 動 の 基 盤 と な る ア ク チ ン お よ び ア ク チ ン 結 合 タ ン パ ク 質 が 、 外 部 入 力 に 対 し 誘 電 的 、 圧 電 的 応 答 を 示 す こ と を 分 子 動 力 学 （MD） 計 算 に よ り 見 出 し た も の で あ る 。 そ し て 、 こ れ ら 一 分 子 の 応 答 が 導 く 分 子 集 合 体 の 自 己 組 織 化 構 造 の 動 的 変 化 か ら 、 生 体 運 動 の 物 理 機 構 解 明 に 取 り 組 ん だ も の で あ る 。

ア ク チ ン を 基 盤 と し た 生 体 運 動 現 象 に は 大 き く 分 け て 二 つ あ る 。 ま ず 、 ア ク チ ン は 単 量 体 状 態 と 繊 維 状 態 の 可 逆 的 遷 移 “G－F 変 換 ” を ATP 加 水 分 解 と 共 役 さ せ 、 ト レ ッ ド ミ ル 運 動 と 呼 ば れ る 重 合 ・ 脱 重 合 に よ る 一 方 向 的 な 繊 維 運 動 を 実 現 し 、 さ ら に 繊 維 の 脱 重 合 は ア ク チ ン 結 合 タ ン パ ク 質 で あ る コ フ ィ リ ン に よ っ て 促 進 さ れ る 。 ま た 、 ミ オ シ ン が ATP 加 水 分 解 と 共 役 し た ア ク チ ン 結 合・解 離 と 力 発 生 を 行 う こ と で 、ア ク チ ン － ミ オ シ ン 間 の 相 対 的 滑 り 運 動 が 実 現 さ れ る 。こ れ ら 二 つ の 運 動 現 象 は い ず れ も ATP 加 水 分 解 と い う 化 学 的 入 力 を 用 い て い る 。 さ ら に 、 細 胞 内 の 外 部 負 荷 （ 力 学 的 入 力 ） を ア ク チ ン や ミ オ シ ン が 分 子 間 の 結 合 制 御 に 利 用 す る こ と で 、 効 率 的 な 運 動 を 行 う こ と も 明 ら か と な っ て き て い る 。 こ う し た 外 部 入 力 と 分 子 間 結 合 （ 自 己 組 織 化 ） 状 態 の 共 役 に は 、 タ ン パ ク 質 一 分 子 が 外 部 入 力 を 分 子 内 遠 方 へ と 伝 達 さ せ 情 報 変 換 を 行 う “ ア ロ ス テ リ ー ” と 呼 ば れ る 性 質 が 不 可 欠 で あ る 。 し か し 、G－F 変 換 に よ る ト レ ッ ド ミ ル 運 動 や ア ク チ ン － ミ オ シ ン 滑 り 運 動 を 生 み 出 す ア ロ ス テ リ ー の 物 理 機 構 は 、 部 分 的 に は 解 き 明 か さ れ て き て い る も の の 、 未 だ 全 体 像 の 解 明 に は 至 っ て い な い 。そ こ で 本 論 文 は MD 計 算 を 用 い て 外 部 入 力 に 対 す る ア ク チ ン 、 ミ オ シ ン の ア ロ ス テ リ ッ ク 応 答 を 全 原 子 レ ベ ル で 観 察 し 、 一 分 子 の 応 答 特 性 か ら ア ク チ ン を 基 盤 と し た 生 体 運 動 現 象 の 物 理 的 理 解 を 試 み た 。 第 一 章 は 序 論 で あ り 、ア ク チ ン を 基 盤 と し た 生 体 運 動 に つ い て 説 明 す る 。そ し て 、ATP 加 水 分 解（ 化 学 的 入 力 ）、外 部 負 荷（ 力 学 的 入 力 ）と ア ク チ ン の 分 子 間 相 互 作 用 変 化 が 共 役 し て 、生 体 運 動 が 駆 動 、制 御 さ れ て い る こ と を 説 明 し 、本 研 究 の 目 的 、概 要 を 述 べ る 。 第 二 章 で は 、 ア ク チ ン の G－F 変 換 を 理 解 す る 上 で 欠 か せ な い 、 ア ク チ ン 分 子 間 相 互 作 用 の 研 究 結 果 を 報 告 す る 。 ア ク チ ン 重 合 は 塩 濃 度 に 対 し 非 単 調 な 依 存 性 を 示 す こ と が 明 ら か と な っ て い る 。 つ ま り 、 重 合 は 塩 濃 度 上 昇 に よ り 促 進 さ れ る が 、 さ ら な る 塩 濃 度 の 増 加 は 一 転 し て 重 合 を 抑 制 す る 。 こ の ア ク チ ン 重 合 の リ エ ン ト ラ ン ト な 塩 濃 度 依 存 性 の 物 理 機 構 解 明 は 、G－F 変 換 を 支 配 す る 分 子 間 相 互 作 用 の 理 解 を 導 く と 期 待 で き る 。 そ こ で ア ク チ ン 繊 維 構 造 を も と に 重 合 前 後 の エ ネ ル ギ ー 変 化 を 計 算 し 、 そ の 塩 濃 度 依 存 性 を 調 査 し た 。 水 は 誘 電 体 と し て 取 り 扱 い 、 塩 の 効 果 を 平 均 場 理 論 に 基 づ き 考 慮 し た 。 そ の 結 果 、 重 合 に 伴 う エ ネ ル ギ ー 変 化 は リ エ ン ト ラ ン ト な 塩 濃 度 依 存 性 を 示 す こ と が 明 ら か と な っ た 。 さ ら に 、 こ の エ ネ ル ギ ー に 含 ま れ る 大 域 静 電 斥 力 項 （ ア ク チ ン の 正 味 負 電 荷 に 起 因 ） と 局 所 静 電 引 力 項 （ 重 合 界 面 の イ オ ン 結 合 に 起 因 ） を 分 割 し て 、 各 々 の 塩 濃 度 依 存 性 を 解 析 し た 。す る と 、大 域 静 電 斥 力 は 中 間 塩 濃 度 で ほ と ん ど 遮 蔽 さ れ る 一 方 、 局 所 静 電 引 力 は よ り 緩 や か に 遮 蔽 さ れ て い っ た 。 す な わ ち 、 リ エ ン ト ラ ン ト な ア ク チ ン 重 合 は 、大 域 静 電 斥 力 と 局 所 静 電 引 力 の バ ラ ン ス に 起 因 し て い る こ と が 示 唆 さ れ 、G－F 変 換 に 静 電 相 互 作 用 が 本 質 的 な 役 割 を 担 う こ と を 明 ら か に し た 。

No. 2

第 三 章 で は 、ATP 加 水 分 解 と G－F 変 換 、 コ フ ィ リ ン 結 合 の 共 役 機 構 を 明 ら か に す る た め 、化 学 的 入 力（ATP加 水 分 解 ）に 対 す る ア ク チ ン の 応 答 特 性 を 調 査 し た 。ATP 結 合 、 ADP 結 合 の ア ク チ ン 単 量 体 に つ い て 長 時 間 MD 計 算 を 行 い 、ATP 加 水 分 解 に 伴 う 結 合 ヌ ク レ オ チ ド 変 化 の 影 響 を 調 査 し た 。 前 章 の 研 究 か ら G－F 変 換 に お け る 静 電 相 互 作 用 の 重 要 性 が 示 さ れ た た め 、 ア ク チ ン 分 子 表 面 の 電 荷 分 布 に 着 目 し た 。 そ の 結 果 、 結 合 ヌ ク レ オ チ ド 変 化 が ア ク チ ン の 電 荷 分 布 変 化 、 す な わ ち 分 極 の 変 化 を 誘 起 す る こ と が 示 さ れ た 。 こ れ は 、 結 合 ヌ ク レ オ チ ド の 正 味 電 荷 量 変 化 に 伴 う 、 ア ク チ ン 分 子 内 の 静 電 結 合

（ イ オ ン 結 合 や 水 素 結 合 ） ネ ッ ト ワ ー ク の 組 み 換 え に 起 因 し て い た 。 従 っ て 、 結 合 ヌ ク レ オ チ ド が 作 る 電 場 に 対 し ア ク チ ン が 誘 電 応 答 し 、 そ れ が 分 子 内 遠 方 へ と ア ロ ス テ リ ッ ク に 伝 達 さ れ た こ と を 意 味 す る 。こ の 現 象 は ATP 結 合 に 対 す る ミ オ シ ン の 応 答 で も 生 じ る こ と が 報 告 さ れ て お り 、“ 誘 電 ア ロ ス テ リ ー ”と 呼 ば れ て い る 。本 研 究 結 果 は 、ア ク チ ン に も 誘 電 ア ロ ス テ リ ー が 内 在 す る こ と を 示 し た 。興 味 深 い こ と に 、ア ク チ ン 重 合 界 面 、 コ フ ィ リ ン 結 合 界 面 で は 、 誘 電 ア ロ ス テ リ ー に よ っ て 顕 著 な 静 電 ポ テ ン シ ャ ル 変 化 が 見 ら れ 、 こ れ ら の 分 子 間 静 電 相 互 作 用 （ 局 所 静 電 引 力 ） を 変 化 さ せ る 示 唆 を 得 た 。 実 際 、 コ フ ィ リ ン と の ク ー ロ ン 相 互 作 用 を 見 積 も る と 、ATP加 水 分 解 に よ っ て 結 合 が 安 定 化 し て お り 、 先 行 研 究 の 実 験 結 果 と 一 致 す る 。 さ ら に 、 静 電 結 合 の 組 み 換 え は 分 子 内 構 造 と そ の 柔 軟 性 に も 影 響 を 与 え て お り 、ATP加 水 分 解 に よ っ て 繊 維 構 造 中 に 分 子 内 ス ト レ ス が 生 じ る 示 唆 も 得 た 。 こ れ ら の 結 果 は 、 ア ク チ ン の 誘 電 ア ロ ス テ リ ー が 分 子 間 、 分 子 内 両 状 態 を 変 化 さ せ 、G－F 変 換 と コ フ ィ リ ン 結 合 の 制 御 が 成 さ れ て い る こ と を 示 唆 す る 。

第 四 章 で は 、 ア ク チ ン 繊 維 に 張 力 を 課 し た 際 に ア ク チ ン 結 合 タ ン パ ク 質 と の 結 合 が 制 御 さ れ る 物 理 機 構 を 明 ら か に す る た め 、 力 学 的 入 力 （ 張 力 ） に 対 す る ア ク チ ン の 応 答 特 性 を 調 査 し た 。ア ク チ ン 繊 維 両 端 に 張 力 を 課 し た MD 計 算 を 実 施 し 、張 力 が 与 え る 影 響 を 探 っ た 。 そ の 結 果 、 張 力 は ア ク チ ン 素 繊 維 内 の サ ブ ユ ニ ッ ト 分 子 間 距 離 を 増 加 さ せ る 傾 向 が あ っ た 。 サ ブ ユ ニ ッ ト 分 子 間 距 離 の 増 加 は 局 所 静 電 引 力 の 変 化 を も た ら す た め 、 そ れ が 分 子 内 の 分 極 電 荷 に 影 響 を 与 え る 可 能 性 が あ る 。 そ こ で 分 子 表 面 の 電 荷 分 布 を 観 察 す る と 、 実 際 に ア ク チ ン に 分 極 変 化 が 生 じ て い た 。 ま た 、 静 電 結 合 ネ ッ ト ワ ー ク を 観 察 す る と 、 分 子 間 の 静 電 結 合 組 み 換 え が 分 子 内 へ 伝 搬 し て い く 様 子 を 捉 え た 。 す な わ ち ア ク チ ン に は 外 部 電 場 に 対 す る 誘 電 応 答 の み な ら ず 、 張 力 に 対 し て も 分 極 を 変 化 さ せ る 圧 電 応 答 も 生 じ る こ と が 示 さ れ た 。 こ の よ う に 力 学 的 入 力 が 分 子 内 を 伝 搬 し て 生 じ る 圧 電 応 答 は 、 本 研 究 （ 及 び 次 章 の ミ オ シ ン 研 究 ） で 初 め て 明 ら か に な っ た 現 象 で あ り 、 こ の 新 規 ア ロ ス テ リ ッ ク 機 構 を “ 圧 電 ア ロ ス テ リ ー ”と 呼 ぶ こ と と し た 。圧 電 ア ロ ス テ リ ー に よ っ て 、 ア ク チ ン 分 子 表 面 に あ る コ フ ィ リ ン 結 合 領 域 に 特 徴 的 な 静 電 ポ テ ン シ ャ ル 変 化 が 生 じ て い た 。 そ こ で 、コ フ ィ リ ン を MD 計 算 で 得 ら れ た ア ク チ ン 構 造 に 結 合 さ せ る ド ッ キ ン グ 計 算 を 実 施 し 、 ク ー ロ ン 相 互 作 用 エ ネ ル ギ ー 分 布 を 解 析 す る と 、 張 力 に よ っ て エ ネ ル ギ ー 分 布 が 正 に シ フ ト す る 傾 向 を 捉 え た 。 こ れ は コ フ ィ リ ン 結 合 が 不 安 定 化 す る こ と を 示 唆 し て お り 、 先 行 研 究 の 報 告 と 一 致 す る 。 従 っ て 、 ア ク チ ン 繊 維 へ の 張 力

No. 3

が コ フ ィ リ ン 結 合 を 制 御 す る 物 理 的 背 景 に は 、圧 電 ア ロ ス テ リ ー が あ る こ と を 提 唱 す る 。 第 五 章 で は 、 力 学 的 入 力 に 対 す る ミ オ シ ン の 応 答 特 性 に 着 目 す る 。 前 章 で 述 べ た ア ク チ ン 繊 維 に か か る 張 力 の 起 源 は 、ATP 加 水 分 解 を 利 用 し た ミ オ シ ン の 力 発 生 で あ る 。こ の ミ オ シ ン も ま た 力 学 的 入 力 に 応 じ て 機 能 調 節 が 行 わ れ て い る 。 ミ オ シ ン は レ バ ー ア ー ム 部 位 で 力 を 発 生 し 、 ま た 同 時 に こ の 部 位 は 細 胞 内 で 外 部 負 荷 を 受 け る 。 こ の 負 荷 方 向 依 存 的 に 、ミ オ シ ン は ATP 加 水 分 解 生 成 物 や ア ク チ ン 繊 維 と の 親 和 性 を 変 化 さ せ る こ と が 報 告 さ れ て い る 。 そ こ で レ バ ー ア ー ム 部 位 根 元 の コ ン バ ー タ ー 位 置 を ア ク チ ン 繊 維 に 沿 っ て 変 化 さ せ 、ミ オ シ ン の 応 答 を MD 計 算（ コ ン バ ー タ ー の 位 置 に バ イ ア ス ポ テ ン シ ャ ル を 課 す レ プ リ カ 交 換 ア ン ブ レ ラ サ ン プ リ ン グ 法 を 利 用 ）に よ り 調 査 し た 。そ の 結 果 、 コ ン バ ー タ ー 位 置 の 変 化 に 伴 い 電 荷 分 布 変 化 が 生 じ 、ATP 結 合 領 域 や ア ク チ ン 結 合 領 域 で 静 電 ポ テ ン シ ャ ル の 変 化 が 起 き た 。 そ し て こ の 電 荷 分 布 変 化 は 、 静 電 結 合 ネ ッ ト ワ ー ク の 組 み 換 え が コ ン バ ー タ ー か ら 分 子 内 遠 方 へ 伝 搬 し て い く こ と に 起 因 し て お り 、 ミ オ シ ン に も 圧 電 ア ロ ス テ リ ー が 生 じ る こ と が 示 さ れ た 。 ミ オ シ ン の 圧 電 ア ロ ス テ リ ー は 、 レ バ ー ア ー ム 部 位 へ の 負 荷 に よ る ADP 結 合 親 和 性 変 化 の 物 理 機 構 を 説 明 で き 、 ア ク チ ン 結 合 に よ る 逆 圧 電 応 答 を 想 定 す る こ と で 力 発 生 機 構 へ 関 与 す る 可 能 性 も 示 唆 さ れ た 。 第 六 章 で は 、 誘 電 ・ 圧 電 ア ロ ス テ リ ー の 伝 搬 を 担 う 静 電 結 合 ネ ッ ト ワ ー ク の 性 質 に つ い て 報 告 す る 。 先 行 研 究 で は 、 タ ン パ ク 質 を 粗 視 化 レ ベ ル （ ア ミ ノ 酸 残 基 を 一 粒 子 と 見 な す ） で 扱 い 構 築 さ れ た 残 基 間 ネ ッ ト ワ ー ク に つ い て フ ラ ク タ ル 性 が あ る こ と 、 そ し て そ の ネ ッ ト ワ ー ク を 特 徴 づ け る 次 元 が 三 次 元 臨 界 パ ー コ レ ー シ ョ ン ク ラ ス タ ー の そ れ と 一 致 す る こ と を 見 出 し た 。 本 研 究 で は 、 全 原 子 MD 計 算 で 得 ら れ た ア ク チ ン 、 ミ オ シ ン の 静 電 結 合 ネ ッ ト ワ ー ク の 性 質 を 調 べ 、 粗 視 化 レ ベ ル で の ネ ッ ト ワ ー ク と 同 じ く 三 次 元 臨 界 パ ー コ レ ー シ ョ ン ク ラ ス タ ー と 同 じ 次 元 を 有 す る こ と を 明 ら か に し 、 静 電 結 合 ネ ッ ト ワ ー ク に 臨 界 性 が あ る こ と が 示 唆 さ れ た 。 ま た 、 こ の 臨 界 性 を 生 み 出 す ア ミ ノ 酸 残 基 を 媒 介 中 心 性 と い う 指 標 に よ り 特 定 し た と こ ろ 、 そ の 残 基 の 多 く は 変 異 に よ っ て 機 能 の 阻 害 が 生 じ る も の で あ っ た 。 静 電 結 合 ネ ッ ト ワ ー ク に 臨 界 性 が あ る と い う こ と は 、 ネ ッ ト ワ ー ク 構 造 が 安 定 状 態 と 不 安 定 状 態 の 境 界 に あ る こ と を 意 味 す る 。よ っ て 、ア ク チ ン 、 ミ オ シ ン が 活 性 を も つ 天 然 構 造 を 安 定 に 保 ち つ つ 、 誘 電 ・ 圧 電 ア ロ ス テ リ ー に 必 要 な 高 い 応 答 性 も 実 現 さ せ る 物 理 的 起 源 は 、 こ の 臨 界 性 に あ る と い う こ と が 示 唆 さ れ た 。

第 七 章 で は 、 本 論 文 を 総 括 し 、 今 後 の 展 望 に つ い て ま と め た 。

ア ク チ ン は G－F 変 換 や ア ク チ ン 結 合 タ ン パ ク 質 と の 結 合 と 解 離 を 、 空 間 ・ 時 間 的 に 制 御 す る こ と で 生 体 運 動 を 駆 動 す る 。 こ の 動 的 な 制 御 に は 、 適 度 な 強 さ を も ち 、 誘 電 ・ 圧 電 ア ロ ス テ リ ー に よ っ て そ の 強 さ が 可 変 で あ る 静 電 相 互 作 用 を 利 用 す る こ と が 理 に か な っ て い る と 考 え ら え る 。 ま た 、 誘 電 ・ 圧 電 ア ロ ス テ リ ー の 背 後 に あ る 静 電 結 合 ネ ッ ト ワ ー ク も ま た 、 臨 界 性 を も つ こ と で 入 力 に 対 し 鋭 敏 に 応 答 で き 、 生 体 運 動 の 動 的 な 制 御 を 実 現 し て い る の で あ ろ う 。 本 論 文 は 、 ア ク チ ン を 基 盤 と し た 多 様 な 生 体 運 動 に 対 し 、 誘 電・圧 電 ア ロ ス テ リ ー と い う 統 一 的 な 新 規 物 理 描 像 を 与 え た 点 で 意 義 が あ る と 考 え る 。

Ｎｏ.1

早稲田大学 博士 （理学） 学位申請 研究業績書

氏 名 大貫 隼 印

（2018年 12 月 現在）

種 類 別 題名、 発表・発行掲載誌名、 発表・発行年月、 連名者（申請者含む）

論文

〇

〇

講演

T. Sato, T. Sasaki, J. Ohnuki, K. Umezawa, M. Takano, “Hydrophobic surface enhances electrostatic interaction in water”, Phys. Rev. Lett., 121, 206002 (2018. 11).

J. Ohnuki, A. Yodogawa, M. Takano, “Electrostatic balance between global repulsion and local attraction in reentrant polymerization of actin”, Cytoskeleton, 74, 504 (2017. 12).

T. Sato, J. Ohnuki, M. Takano, “Long-range coupling between ATP-binding and lever-arm regions in myosin via dielectric allostery”, J. Chem. Phys., 147, 215101 (2017. 12).

Y. Mizuhara, D. Parkin, K. Umezawa, J. Ohnuki, M. Takano, “Over-destabilization of protein-protein interaction in generalized Born model and utility of energy density integration cutoff”, J. Phys. Chem. B, 121, 4669 (2017. 05).

K. Umezawa, J. Ohnuki, J. Higo, M. Takano, “Intrinsic disorder accelerates dissociation rather than association”, Proteins: Struct., Funct., Bioinf., 84, 1124 (2016. 08).

T. Sato, J. Ohnuki, M. Takano, “Dielectric allostery of protein: Response of myosin to ATP binding”, J. Phys. Chem. B, 120, 13047 (2016. 12).

J. Ohnuki, T. Sato, M. Takano, “Piezoelectric allostery of protein”, Phys. Rev. E, 94, 012406 (2016. 07).

J. Ohnuki, M. Takano, “Criticality of electrostatic network in an allosteric protein”, Proceedings of Waseda AICS Symposium and the 14th Slovenia-Japan Seminar, B11, 161 (2015. 03).

大貫隼, 淀川良, 佐藤昂人, 上田太郎, 高野光則, “Piezoelectric and dielectric allostery of an actin filament and its effect on binding preference of cofilin”, 日本生物物理学会第56回年会, 岡山 (2018. 09).

J. Ohnuki, Y. Arimura, T. Kono, K. Kino, H. Kurumizaka, M. Takano, “Molecular dynamics prediction of the substrate-binding sites and ligation mechanism in poly-α-glutamate synthetase RimK”, The Protein Society 32nd Annual Symposium, Boston, U. S. A. (2018. 07).

大貫隼, 高野光則, “分子機械の圧電アロステリー：アクチンフィラメントのメカノセンシ ングの物理機構”, 2018年 生体運動研究合同班会議, 東京 (2018. 01).

大貫隼, 淀川良, 佐藤昂人, 上田太郎, 高野光則, “Tension-induced electrostatic change in actin: piezoelectricity of an actin filament”, 日本生物物理学会第55回年会, 熊本 (2017. 09).

大貫隼, 高野光則, “Mechano-electrical communications in actin filament”, 日本生物物理学会 第55回年会, 熊本 (2017. 09).

Ｎｏ.2

早稲田大学 博士 （理学） 学位申請 研究業績書

種 類 別 題名、 発表・発行掲載誌名、 発表・発行年月、 連名者（申請者含む）

講演 大貫隼, 高野光則, "アクチンフィラメントの圧電アロステリー”, 第７回分子モーター討 論会_, 東京 (2017. 07).

J. Ohnuki, T. Sato, H. Okamura, T. Q. P. Uyeda, M. Takano, “Piezoelectric Allostery of an Actin Filament”, IGER International Symposium on “Now in actin study: Motor protein research reaching a new stage”, 名古屋 (2016. 12).

大貫隼, 佐藤昂人, 岡村英世, 上田太郎, 高野光則, “Piezoelectric property of an actin filament III”, 日本生物物理学会第54回年会, つくば (2016. 11).

J. Ohnuki, T. Sato, M. Takano, “Piezoelectric Allostery of Protein”, Protein Electrostatics Berlin 2016, Berlin, ドイツ (2016. 07).

J. Ohnuki, T. Sato, M. Takano, “Electrostatic and allosteric response of myosin as a mechanosensor”, Biophysical Society 60th Annual Meeting, Los Angeles, U. S. A. (2016. 02).

大貫隼, 佐藤昂人, 上田太郎, 高野光則, “Piezoelectric property of an actin filament II”, 日本 生物物理学会第53回年会, 金沢 (2015. 09).

大貫隼, 佐藤昂人, 高野光則, “蛋白質内部の静電ネットワークが繋ぐアロステリーと臨 界パーコレーション”, 日本物理学会第70回年次大会, 東京 (2015. 03).

大貫隼, 佐藤昂人, 梅澤公二, 上田太郎, 高野光則, “Piezoelectric property of an actin filament”, 日本生物物理学会第52回年会, 札幌 (2014. 09).

大貫隼, 佐藤昂人, 梅澤公二, 上田太郎, 高野光則, “分子モーターの動作機構に関与する タンパク質の圧電性”, 2014年 生体運動研究合同班会議, 千葉 (2014. 01).

J. Ohnuki, T. Sato, K. Umezawa, T. Q. P. Uyeda, M. Takano, “Piezoelectricity of protein and its implication for function”, 3rd International Conference on Molecular Simulation, 神戸 (2013.

11).

大貫隼, 佐藤昂人, 梅澤公二, 上田太郎, 高野光則, “Piezoelectric effect in a protein and its involvement in allosteric regulation”, 日本生物物理学会第51回年会, 京都 (2013. 10).

大 貫 隼, 高 野 光 則, “Nucleotide-dependent structural states of G-actin observed by MD simulation and its implication for F-actin stability”, 日本生物物理学会第 51 回年会, 京都 (2013. 10).

J. Ohnuki, T. Sato, K. Umezawa, M. Takano, “Mechano-electrical coupling in a motor protein”, 8th Asian Biophysics Association Symposium, 済州, 大韓民国 (2013. 05).

J. Ohnuki, T. Sato, K. Umezawa, M. Takano, “Electrostatic network and electro-allostery in myosin: Response to lever-arm swing”, Symposium on Hydration and ATP Energy, 仙台 (2013.

03).

Ｎｏ.3

早稲田大学 博士 （理学） 学位申請 研究業績書

種 類 別 題名、 発表・発行掲載誌名、 発表・発行年月、 連名者（申請者含む）

講演

その他

（講演）

大貫隼, 佐藤昂人, 梅澤公二, 高野光則,“ミオシンのレバーアームスイング再考 II：静電 相互作用ネットワーク解析からの示唆”, 2013 年 生体運動研究合同班会議_, 広島 (2013.

01).

大貫隼, 佐藤昂人, 梅澤公二, 高野光則,“ミオシン分子のレバーアームスイングと大域静 電相互作用ネットワークの相関”, 第₂₆回分子シミュレーション討論会_, 福岡 (2012. 11).

大貫隼, 佐藤昂人, 梅澤公二, 高野光則, “Free energy calculation of lever-arm swing of myosin and the effect of actin filament”, 日本生物物理学会第50回年会, 名古屋 (2012. 09).

大貫隼, 佐藤昂人, 高野光則,“ミオシンのレバーアームスイング再考：自由エネルギー計 算からの示唆”, 2012年 生体運動研究合同班会議, つくば (2012. 01).

大貫隼, 佐藤昂人, 高野光則,“ミオシンの大規模構造変化と力発生機構：レプリカ交換ア ンブレラサンプリング法を用いた自由エネルギー計算からの示唆”, 第 25 回分子シミュ レーション討論会, 東京 (2011. 12).

大貫隼, 佐藤昂人, 高野光則, “Energetical view of the mechanochemical coupling of myosin:

cleft open-close and lever-arm swing”, 日本生物物理学会第₄₉回年会_, 姫路 (2011. 09).

J. Ohnuki, T. Sato, M. Takano, “Energetical validation of the cleft open-close and the lever-arm swing of molecular motor myosin”, 7th Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics, 東京 (2011. 09).

J. Ohnuki, T. Sato, K. Okazaki, M. Takano, “Free energy calculations to study the elementary structural changes of the actomyosin molecular motor”, The 13th Slovenia-Japan Seminar on Nonlinear Science, 東京 (2010. 11).

大貫隼, 佐藤昂人, 岡崎圭一, 高野光則, “Are the actin-biding cleft closure and the lever-arm swing of myosin thermodynamically-favored structural changes?”, 日本生物物理学会第48回 年会, 仙台 (2010. 09).

M. Iijima, J. Ohnuki, T. Sato, M. Sugishima, M. Takano, “Coupling of the Redox and Structural States in Cytochrome P450 Reductase Studied by Molecular Dynamics Simulation”, The Protein Society 32nd Annual Symposium, Boston, U. S. A. (2018. 07).

佐藤昂人, 大貫隼, 高野光則,“誘電アロステリーによる分子モーターの力発生機構”, 第 31回分子シミュレーション討論会, 金沢 (2017.11).

T. Sato, J. Ohnuki, M. Takano, “Electrostatic and allosteric response of myosin upon ATP binding”, Biophysical Society 60th Annual Meeting, Los Angeles, U. S. A. (2016. 02).