Yamamoto, Eiji

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Affiliation

Faculty of Science and Technology, Department of System Design Engineering (Yagami)

Position

Associate Professor
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Papers 【 Display / hide 】

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Papers, etc., Registered in KOARA 【 Display / hide 】

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide 】

  • 生体膜上における膜結合タンパク質のマルチドメイン動態の解明

    2022.04
    -
    2025.03

    Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), No Setting

  • 非膜性構造体における蛋白質の機能性構造ドメインと天然変性領域の協同的役割

    2021.09
    -
    2023.03

    Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), No Setting

  • 動的不均一場における膜蛋白質の複合体形成機構解明に向けた計算手法の開発

    2020.04
    -
    2022.03

    Keio University, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, No Setting

    　View Summary

    生体膜では，脂質やタンパク質が凝集した動的かつ不均一なドメインが形成される．本研究では，動的不均一場におけるタンパク質のクラスター化現象の解明を目指し，反応拡散方程式とブラウン動力学法を組み合わせたメゾスケールシミュレーション法を確立する．反応拡散方程式では，膜内で形成されるドメイン混在状態の時間変化挙動を，ブラウン動力学では不均一場を拡散するタンパク質挙動をモデル化する．

  • Elucidation of the influence of lipoquality on lipid-protein interaction by molecular dynamics simulations

    2018.04
    -
    2020.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas, Principal investigator

    　View Summary

    本研究課題では，マルチスケール分子動力学シミュレーション法を用いて，ホスホイノシタイド／イノシトール リン脂質（PIPs）の脂肪酸組成の違いが生体膜上における脂質―膜結合タンパク質相互作用やタンパク質のダイナミクスに与える影響について，分子レベルで解明することを目指している．初年度の研究成果を下記に述べる．
    （1）Btk（Bruton’s tyrosine kinase）-PH ドメイン／生体膜／イオン／水分子系の粗視化分子動力学シミュレーションを行い，PIPsの脂肪酸の違いやPIPsの膜中での濃度の違いが，タンパク質の膜上での配向に影響を与えることを明らかにした．
    （2）アシル基がパルミチン酸のみで構成されるPIP3（32:0）と，ステアリン酸とアラキドン酸で構成されるPIP3（38:4）の2種類について膜内での分布を解析した結果，PIP3（38:4）含有膜では，PIP3（32:0）に比べ，アシル基が膜界面近傍でPHドメインと相互作用していることがわかった．
    （3）レプリカ交換アンブレラサンプリング法を用いてPHドメインの生体膜への結合エネルギーを計算し，PIPsのアシル基の違いによってPHドメインと生体膜との相互作用に違いがあることが明らかになった．
    （4）変異体（Y142A，F146A）について全原子分子動力学シミュレーションを行った結果，タンパク質構造が変化し，ノンカノニカルサイトが維持されないことがわかった．
    今年度計画していた研究項目について研究を実施し，概ね順調に進展している．
    脂肪酸の組成が違うPIPsを含む生体膜とBtk-PHドメインのマルチスケール分子動力学シミュレーションを行い，PIPsの脂肪酸の違いがBtk-PHドメインと生体膜との相互作用に影響を与えることを分子レベルで明らかにすることができた．
    今後は，前年度に引き続き，Btk-PHドメインとPIPsとの相互作用を分子レベルで解析するとともに，
    （1）PIPsの脂肪酸の違いがPHドメインの生体膜上でのダイナミクスに与える影響を，粗視化分子シミュレーションと非平衡統計力学的手法によって解析する．
    （2）人口脂質膜を用いた生化学実験によってBtk-PHドメインの生体膜への結合性を解析し，分子動力学シミュレーションと生化学実験を相互にフィードバックを掛け合いながら洗練し，脂質―タンパク質の新しい相互作用モードを提示する．

  • Anion permeation mechanism of aquaporin 6

    2018.04
    -
    2020.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Yamamoto Eiji, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists , Principal investigator

    　View Summary

    Molecular dynamics simulations were performed to elucidate the molecular mechanism of selective permeation of molecules through aquaporins. The structure model of aquaporin 6, which is known as an anion channel, was predicted by a homology modeling because its structure has not been reported experimentally. The stability of the predicted protein conformation in a biological membrane was confirmed by simulations. Furthermore, we clarified the permeation pathway of chloride ions in the aquaporin 6, and that the packing of water molecules into the permeation pathway is important for the ion permeation event.

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Courses Taught 【 Display / hide 】

  • SEMINAR IN SYSTEM DESIGN ENGINEERING

    2024

  • PHYSICS AND CHEMISTRY IN BIOLOGICAL SYSTEMS

    2024

  • LABORATORIES IN SYSTEM DESIGN ENGINEERING 2)

    2024

  • LABORATORIES IN SCIENCE AND TECHNOLOGY

    2024

  • INTRODUCTION TO SYSTEM DESIGN ENGINEERING

    2024

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