北里大学理学部　物理学科　物性物理学講座

Ｓ号館302室、303室
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菅原　洋子　教授
猿渡　茂　准教授
神谷 健秀　講師
山村 滋典　講師
 実験室の写真
写真集（実験室）
写真集（卒業研究）
研究室の主な設備：
　CCD単結晶自動X線構造解析装置（右上図）、　四軸型単結晶自動X線構造解析装置、試料水平型X線回折装置、
　湿度発生装置、誘電率測定装置、熱分析装置
生体分子物性ユニット： 菅原洋子 教授、山村滋典 講師
物質や生体分子の機能を支える水和構造と揺らぎを回折実験から解析 --理解から制御に向けて
　 固体物質の多くは結晶と呼ばれる状態にあります。結晶中に存在する水の運動性は、結晶を形成する物質の機能を左右します。生体分子の水和水は、生体分子の機能を支えています。 　水和物結晶について、含水量や温度が物質の構造と性質をどの様に変えるかをＸ線回折法、中性子回折法などを用いて調べています。 　また、結晶がどの様にしてできあがるか、結晶成長についての研究も行っています。 　この様な研究は医薬品中の結晶水の物性制御など実用上の問題解決とも結びついています。

研究テーマ：
●ヌクレオチド水和物の相転移機構の解析
●蛋白質結晶の水和機構の解析
●蛋白質結晶の成長機構の解析
コンピュータ・シミュレーションユニット： 猿渡茂 准教授、神谷健秀 講師
コンピュータを用いて蛋白質の動きと機能を解析
コンピュータを用いた 理論計算（コンピュータ・シミュレーション）を手段として、酵素を中心にさまざまな生体分子について運動方程式を解いて運動の様子を明らかにしたり、量子 化学計算により反応機構を解析して、蛋白質の性質（物性）や機能を明らかにする研究を進めています。また、そのために必要な解析手法やプログラムの開発も 行っています。

研究テーマ：
●酵素反応機構の理論的解析
●蛋白質の動的構造データベースの構築
最近の学会誌論文、学会賞受賞 理学部研究者業績情報
  • H. Takusagawa, S. Yamamura, S. Endo, Y. Sugawara, T. Inagaki, M. Nakasako "New monoclinic form of bovine pancreatic ribonuclease A from a salt solution and comparison of intermolecular interactions in ribonucleases" J. Crystal Growth, 319, 49-56, 2011.
  • H. Komatsu, M. Matsushita, S. Yamamura, Y. Sugawara, K. Suzuki, T. Sugawara, "Influence of Magnetic Field upon Conductance of Unicomponent Crystal of TTF-based Nitronyl Nitroxide", J. Am. Chem. Soc. , 132, 4528-4529, 2010.
  • 菅原洋子　”中性子結晶構造解析によるヌクレオチド水和物の水素結合網と結晶水の 揺らぎの解析.” Radioisotopes, 59，135-143, 2010.
  • M. Ootaki, S. Endo, Y. Sugawara, T. Takahashi, "Crystal habits of cubic insulin from porcine pancreas and evaluation of intermolecular interactions by macrobond and EET analyses", J. Crystal Growth, 311, 4226-4234, 2009.
  • H. Nagase, N. Yamamoto, T. Nemoto, K. Yoza, K. Kamiya, S. Hirono, S. Momen, N. Izumimoto, K. Hasebe, H. Mochizuki, H. Fujii,　"Synthesis of a Stable Iminium Salt and Propellane Derivatives",　J. Org. Chem.　73, 8093-8096, 2008.
  • H. Nojima, M. Takeda-Shitaka, K. Kanou, K. Kamiya, H. Umeyama, "Dynamic Interaction among the Platform Domain and Two Membrane-Proximal Immunoglobulin-Like Domains of Class I Major Histocompatibiliby Complex: Normal Mode Analysis",　Chem. Pharm. Bull.　56, 653-641, 2008.
  • S. Yoneda, Y. Sugawara, H. Urabe, "Analysis of Low-Frequency Phonons in Guanosine Dihydrate Based on Molecular Dynamics Simulations", J. Phys. Chem.A, 112, 7055-7063, 2008.
  • A. Tohara, Y. Sugawara, M. Sato, "Prepareation and Characterization of Meso-tetrakis (2,6-diaryloxyphenyl) porphyrins", J. Porphyrins Phthalocyanines 10, 101-116, 2006.
  • S. Yamamura, Y. Sugawara, H. Terao, M. M. Matsushita, T. Sugawara, "Dielectric Properties Associated Structural Phase Transitions Observed in Tetramethylammonium Salt of o-phenylenebis(squaric acid)", Chem. Phys. 322, 392-398, 2006.
  • S. Yoneda, Y. Sugawara, H. Urabe,　"Crystal Water Dynamics of Guanosine Dihydrate: Analysis of Atomic Displacement Parameters, Time Profile of Hydrogen-Bonding Probability and Translocation of Water by MD Simulation", Phys. Chem. B. 190, 1304-1312, 2005.
  • C. Kimura, M. Nukina, K. Igarashi, Y. Sugawara, "β-Hydrokyergothionein, A New Ergothioneine Derivative from the Mushroom Lyophyllum Connatum, and Its Protective Activity Against Carbon Tetrachloride-Induced Injury in a Primary Culture Hepatocytes",　Biosci. Biotechnol. Biochem.　69, 357-363, 2005.
  • M. Ishimaru, T. Toyota, K. Takakura, T. Sugawara, Y. Sugawara,　"Helical Aggregate of Oleic Acid and Its Dynamics in Water at pH 8",　Chem. Lett.　34, 46-47,　2005.
  • Y. Sugawara, S. Yamamura, H. Kimura, Y. Noda, "Fluctuating Picture of Crystal Water in Hydrogen Bonding Networks of Nucleotides Hydrates", ISSP-NSL Scientific Highlights 2005, 38-39, 2005.
  • S. Yamamura, T. Hiramatsu, Y. Sugawara, H. Kimura, Y. Noda, "Neutron Diffraction Analysis of Ordering of Hydrogen Bonding Networks of Disodium Inosine 5'-monophosphate Hydrate Stable at Low Temperature", ISSP Activity Report on Neutron Scattering Research 12, nact05-33191, 2005.
  • S. Yamamura, A. Mineyama, Y. Sugawara, T. Ohhara, I. Tanaka, N. Niimura, "Neutron Diffraction Study on Hydrogen-bonding Networks in Disodium Cytidine 5'-monophosphate Hydrate", JAERI-Review: Progress Report on Neutron Scattering Research 2005-045, 114, 2005.
  • H. Wako, M. Kato, S. Endo, "Promode: A Database of Normal Mode Analyses of Protein Molecules with a Full-atom Model", Bioinformatics 20, 2035-2043, 2004.
  • 原ゆき菜、山田希、神谷健秀、米田茂隆、第31回情報化学討論会、ポスター賞、日本化学会情報化学部会、2008年 11月
  • 菅原洋子、日本結晶学会学術賞、日本結晶学会、2002年12月
  • 土屋健太郎、神谷健秀、松為宏 幸、日本燃焼学会賞論文賞、日本燃焼学会、2002年12月
大学院学位論文表題
在学中 博士 清谷 オリゴペプチドについての粉末結晶を用いた結晶構造解 析についての研究を展開中
在学中 修士 佐藤 タンパク質結晶の構造解析と含水量に依存した相転移についての研究を展開中
在学中 修士 保住 ヌクレオチドおよび関連化合物の粉末Ｘ線回折図形からの構造解析についての研究を展開中
2011年3月 博士 田草川 ウシ膵臓由来リボヌクレアーゼAの新規結晶構造と分子間相互作用解析
2011年3月 修士 七尾 5量体セルを用いた回転対称性境界条件の開発
2011年3月 修士 穴井 ウリジン5'‐一リン酸および二リン酸ナトリウム水和物結晶における相転移の解析
2011年3月 修士 奥田 ウシ膵臓由来トリプシンの新規菱面体結晶構造と分子間相互作用
2011年3月 修士 高柳 アデノシン5'‐一リン酸ナトリウム水和物結晶における結晶多形と相転移の解析
2010年3月 博士 大滝 立方晶インスリンの結晶成長と結晶内相互作用解析
2010年3月 修士 原 分子動力学シミュレーションによるコクサッキーウイル ス外殻蛋白質の動的構造の解析
2010年3月 修士 山田 エコーウイルス外殻蛋白質のMDシミュレーションと対 称性解析ツールの開発
2010年3月 修士 長谷川 ウリジン5'‐一リン酸二ナトリウム水和物にみられる 構造の乱れと相対湿度に依存した構造転移
2009年3月 修士 西川 （BEDT-TTF)3Cl2水 和物の結晶構造の温度・湿度依存性と格子不整の解析
2008年3月 修士 田草川
 三方晶系 Ribonuclease A の結晶成長
2007年3月 修士 東 口蹄疫ウイルス外殻蛋白質の分子動力学シミュレーショ ン
2006年3月 修士 大滝 立方晶インスリンの結晶成長の解析
2006年3月 修士 平松 イノシン5'-リン酸二ナトリウム水和物の相転移機構 の解析
2006年3月 修士 三根山 シチジン5'-リン酸二ナトリウム九水和物の結晶構造 解析と分子動力学シミュレーション
2006年3月 修士 森下 アデニル酸キナーゼの酵素反応機構への計算化学からの アプローチ
2005年3月 修士 森口 デオキシグアノシン5'-リン酸二ナトリウムにおける 四水和物−無水物間一次相転移
2003年3月 修士 長村 ウリジン5'-リン酸二ナトリウムおよびウイノシン 5'-リン酸二ナトリウム水和物の結晶構造と相転移の解析
2002年3月 修士 山室 2-チオシチジン水和物結晶の一次相転移の研究
2001年3月 修士 上條 ウリジン5'-リン酸二ナトリウムおよびデオキシアデ ノシン5'-リン酸二ナトリウム水和物の結晶構造と水蒸気圧依存結晶構造相転移
2001年3月 修士 堀尾 水素結合型誘電体CsH2PO4お よびPbHPO4のX線回折法による電子密度分布解析
最近の大学院生のおもな就職先・進学先（順不同）
  • 本学大学院博士課程
  • 日本ロシュ(株)
  • 精工舎(株)
  • ダイナコム(株）
  • キャノン・アネルバ(株)
  • 中学校教諭
最近の卒業論文表題（発表順）
2011年3月
岡田 チミジン5'-一リン酸カルシウム二水和物の湿度・温度に依存した結晶構造変化
島津 Trichoderma reesei由来endoデオキシシチジン5'-一リン酸二ナトリウム十一水和物の湿度に依存した結晶構造変化
青山 二リン酸銅ナトリウム水和物の湿度に依存した結晶構造変化
保住 三リン酸五ナトリウム六水和物の湿度・温度に依存した結晶構造変化
折原 ブタ膵臓由来斜方晶トリプシンの結晶成長
笹本 単斜晶キシラナーゼの結晶成長
藤原 斜方晶タウマチンの結晶構造解析
村松 GPGPUによるタンパク質結晶の静電エネルギー計算
川邊 OpenGL ESグラフィクスを用いた平面群の視覚化
梶 マクロを用いた分子モデリングプログラムの自動化
2010年3月
石黒 正方晶タウマチンの結晶成長と相互作用解析
古島 Trichoderma reesei由来endo-1,4-β-キシラナーゼの結晶成長と相互作用解析
住江 立方晶ブタインスリンの結晶成長の位相差顕微鏡による観察
野中 シチジン5'-一リン酸カドミウム水和物における湿度・温度に依存した結晶構造変化
中島 タンパク質分子の原子ゆらぎにおける複雑ネットワーク
長島 ウイルス外殻蛋白質全体構造発生プログラムの開発
馬場 水のシミュレーション・プログラムの並列化処理
佐藤 分子モデリングプログラムにおける機能支援情報の視覚化
2009年3月
柴田 タイラーマウス脳脊髄炎ウイルス外殻蛋白質のＭＤシミュレーション
土屋 Visual Basicによるウイルス脱殻の中間構造構築プログラムの開発
奥田 ウシ膵臓由来β−トリプシン三方晶の結晶成長
岡村 ウシ膵臓由来β−トリプシン斜方晶低密度型の結晶成長
上野 イノシン5’-一リン酸一カルシウム水和物の湿度に依存した結晶構造変化
穴井 アデノシン5’−二リン酸一カリウム水和物の湿度に依存した結晶構造変化
2008年3月
杉山 抗血栓活性化合物DFCの湿度に依存した結晶構造変化の追跡
室伏 グアノシン5’-一リン酸二ナトリウム水和物の湿度に依存した結晶構造変化の追跡
長谷川 イノシン5’-一リン酸二ナトリウムの結晶成長
櫻井 結晶外形の３次元表示プログラムの作成
石渡 ブタ胃由来ペプシン六方晶の結晶成長
齋藤
 ブタ胃由来ペプシン単斜晶の結晶成長
佐々木 タンパク質の基準振動計算の並列化と抗体複合体への応用
大塚 分子動力学シミュレーション用の画像印刷プログラムの開発
大野 静電相互作用計算の並列処理
山田 エ コウイルス外殻蛋白質の分子動力学シミュレーション
原 コ クサッキーウイルス外殻蛋白質のＭＤシミュレーション
2007年3月
高山 有機導体BEDT-TTF塩化物の含水結晶の構造解析
山枡 グアノシン水和物の湿度依存性相転移における中間状態の解析
西川 イノシン5’−リン酸二ナトリウム水和物の双晶の解析
佐川 ウシ膵臓由来トリプシンの結晶成長
石山 ブタ膵臓由来トリプシンの結晶成長
瀬井 プロテインキナーゼAの触媒サブユニットにみられる結晶の多様性の解析
小出 ウイルス外殻蛋白質のシミュレーションからの水分子結合部位の解析
池谷 ウイルス外殻蛋白質の解析Webの開発（I)
小泉 ウイルス外殻蛋白質の解析Webの開発（IＩ)
斉藤 OpenGL を用いた分子の基準振動モード表示プログラムの作成
最近のおもな卒研生就職先・進学先（順不同）
  • 本学・大学院
  • 東工大・大学院
  • 首都大学東京・大学院
  • (株)アルファシステムズ
  • アルファソフトウェア（株）
  • (株)アルプス技研
  • 東芝ソリューション（株）
  • 三島オリンパス（株）
  • （株）日立製作所
  • 日立システムアンドサービス（株）
  • 日立ソフトウェアエンジニアリング（株）
  • 日機装(株)
  • 森久保薬品（株）
  • コニカミノルタ情報システム（株）
  • 日本ヒューレット・パッカード(株)
  • 日本電気通信システム(株)

updated, 3 May, 2011