湯井研究室 HP

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Our Topical Molecule of the Year !

湯井教授らの研究成果がJournal of Chemical Theory and Computation誌に掲載されました
掲載誌:米国化学会Journal of Chemical Theory and Computation誌 第17巻1号 488-496ページ
タイトル:"Molecular dynamics simulation of cellulose synthase subunit D octamer with cellulose chains from acetic acid bacteria; Insight into dynamic behaviors and thermodynamics on substrate recognition"
著者:Takuya Uto, Yuki Ikeda, Naoki Sunagawa, Kenji Tajima, Min Yao, Toshifumi Yui*
論文URL:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.0c01027
 湯井教授を代表とする宮崎大学、北海道大学および東京大学で構成される研究グループは、植物細胞壁の主要成分であるセルロース繊維が形成される仕組みの一端を分子シミュレーションによって明らかにしました。先端的分子シミュレーション手段であるマルチスケールシミュレーション法を駆使し、セルロースの結晶化に関与するタンパク質CeSD がペリプラズム内におけるセルロース分子鎖の移動を周期的に制限する様子の観察に成功しました。この成果は、セルロース繊維形成機構の解明を一歩進めるだけでなく、得られた知見に基づく遺伝子操作などによる手段でセルロース繊維の改変・高機能化への指針を与えることが期待されます。
 令和3年1月12日、本研究成果は、計算化学分野ではトップクラスに位置する米国化学会Journal of Chemical Theory and Computation誌の第17巻1号に公開されました。さらに、本成果は高い評価を受け、同学術誌の論文掲載号におけるフロントカバーに選出されました。なお、本学広報室を通して、宮崎大学よりプレスリリースもされました。(HTMLPDF


本研究室のYouTubeチャンネルを開設
チャンネル名"湯井・宇都研究室 / Yui & Uto Lab."
 分子シミュレーション研究で得られた成果を発信していきますので、ご興味ある方は是非とものぞいてみて下さい。(リンク


宇都卓也助教の共同研究成果がCommunications Chemistry誌に掲載されました
掲載誌:ネイチャー・リサーチ出版Communications Chemistry誌 第3巻 Article number:163
タイトル:"Non-aqueous, zwitterionic solvent as an alternative for dimethyl sulfoxide in the life sciences"
著者:Kosuke Kuroda*, Tetsuo Komori, Kojiro Ishibashi, Takuya Uto, Isao Kobayashi, Riki Kadokawa, Yui Kato, Kazuaki Ninomiya, Kenji Takahashi, Eishu Hirata*
論文URL:https://www.nature.com/articles/s42004-020-00409-7
 本研究室の宇都助教、金沢大生命理工および金沢大がん進展制御研究所で構成される研究グループは、双性イオン液体が iPS細胞やゼブラフィッシュ胚に対しても悪影響を与えずに薬剤の溶解剤および凍結保存剤として利用できることを明らかにしました。宇都助教はスーパーコンピュータを用いた分子シミュレーション手段によって、双性イオン液体と細胞膜との相互作用を解析しました。(イオン液体が細胞膜に浸潤しているムービー [学内only]) 令和2年11月11日、本研究成果はCommunications Chemistry誌のオンライン速報版に論文が公開され、金沢大学および科学技術振興機構を通してプレスリリースがなされました。(記事PDF


宇都卓也助教が参加した2報の海外学術論文が、いずれも"Hot article"として選ばれました
掲載誌:英国王立化学会Physical Chemistry Chemical Physics誌 第22巻35号 19480-19491 ページ
タイトル:"The effects of the position of the ether oxygen atom in pyrrolidinium-based room temperature ionic liquids on their physicochemical properties"
著者:Kazuki Yoshii*, Takuya Uto*, Naoki Tachikawa, Yasushi Katayama
論文URL:https://doi.org/10.1039/d0cp02662j
 宇都助教、および産業総合技術研究所等で構成される研究グループによるこの研究論文は、世界的な物理化学誌の一つである英国王立化学会Physical Chemistry Chemical Physics誌の第22巻35号(2020年9月21日(月))に公開されました。さらに、本成果は高い評価を受け、同学術誌の2020 PCCP Hot Articlesにも選出され、掲載号のバックカバーを飾りました(上写真)。本学広報室およびテニュアトラック推進室を通して、宮崎大学よりプレスリリースもされました。(テニュアトラック推進室の紹介ページ
掲載誌:英国王立化学会RSC Advances誌 第10巻 37064-37071 ページ
タイトル:"Nanocellulose enriches enantiomers in asymmetric aldol reactions"
著者:Naliharifetra Jessica Ranaivoarimanana, Xin Habaki, Takuya Uto, Kyohei Kanomata, Toshifumi Yui, Takuya Kitaoka*
論文URL:https://doi.org/10.1039/D0RA07412H
 こちらは、九州大学農学部北岡研究室との共同研究です。RSC Advances誌は、英国王立化学会が出版する化学全般に関する研究論文を掲載するオンラインジャーナルです。 本論文は、毎年4,500〜5,000報掲載される同誌の論文から年72報まで選出されるHot articleのひとつに選出されました。(RSC Advances HOT Article Collection


日本生物物理学会誌に湯井研究室の紹介記事が掲載されました
タイトル "支部だより:宮崎大学工学部湯井研究室の紹介"
 令和2年9月30日に、日本生物物理学会が刊行する生物物理誌第60巻5号に湯井研究室の紹介記事が掲載されました。学会支部より依頼を受けて執筆したもので、湯井研究室の沿革から研究テーマやその位置づけについて紹介しました。(記事PDF


九州大学情報基盤研究開発センターの重点支援制度に採択されました
研究課題 "多糖関連材料の溶解と自己組織化に関する計算化学研究"(2020年〜)
 令和2年3月30日に、本研究室のプロジェクトが九州大学情報基盤研究開発センターの重点支援制度(スーパーコンピュータシステムITO)に採択されました。これはスーパーコンピュータ利用において、通常の運用形態では達成できない特殊な研究課題に対して大規模な計算資源が割当てられる制度で、九州大学情報基盤研究開発センターの計算機利用審査委員会による厳正な審査により選出されるものです。


二つの学会でポスター賞を連続受賞
発表題目 "ニワトリ卵白リゾチームの糖加水分解反応シミュレーション"
 令和元年7月13日に開催された第56回化学関連支部合同九州大会において工学部環境応用化学科4年の三谷亮樹君が優秀発表賞を受賞されました。同君は学部生ながら、ほとんどの発表者が大学院生で占められる会場で奮闘し、審査委員による評価が上位となった 10 名の受賞者のひとりに選ばれました。工学部学長表彰HP
発表題目 "「キチン結合性タンパク質ヘベインによる糖鎖認識"
 令和元年7月12〜13日に開催されたセルロース学会第26回年次大会において工学研究科環境系コース1年の岡田美沙希さんが優秀ポスター賞を受賞されました。本年度の同大会では、およそ 80 件のポスター発表が審査対象としてエントリーされ、全国から集まった主に大学院生による発表の中から、同氏の発表は特に優秀な発表と評価された 3 件のポスター発表のひとつに選出された。工学部学長表彰HP


宇都卓也助教が繊維学会奨励賞を受賞
 令和元年(2019年)繊維学会年次大会の第一日目6月5日に執り行われた平成30年度各賞授賞式において、宇都卓也助教が同学会奨励賞を受賞しました。同賞は、繊維科学もしくは繊維技術全般について優秀な研究を行い、今後も継続して活躍が期待できる新進気鋭の研究者に授与されるものです。今回、同氏の日本学術振興会特別研究員として宮崎大学と鹿児島大学においてなされた研究成果が評価されました。(テニュアトラック推進室の紹介ページ


宇都卓也助教が着任されました
 平成30年11月1日付けで宇都卓也氏が本学テニュアトラック助教として赴任されました。宇都助教は、平成26年に農学工学総合研究科を修了し、学位(工学)を取得しました。その後、日本学術振興会特別研究員(PD)を経て、TT教員に採用されました。今後、湯井研究室の協力教員として研究と学生指導にあたります。(宇都助教のwebページ


文部科学省”科研費による研究成果・展開、九州・沖縄地方成果事例報告書”において、本研究室の研究成果が紹介されました
研究テーマ "コンピュータシミュレーションによる新規セルロース材料の分子設計"
 宇都卓也氏(現在、学術振興会特別研究員(PD),鹿児島大学理工学研究科)が科研費の補助のもとで実施した博士研究成果が文科省のHPにおいて紹介されました。(平成29年5月)(報告書PDF


セルロース学会で優秀ポスター発表賞を受賞
発表題目 "酢酸菌由来セルロース合成酵素サブユニットD-糖鎖複合体のダイナミクス挙動"
 平成28年7月14−15日、セルロース学会第23回年次大会において、本研究室所属、工学研究科環境系コース1年生の米倉努君が「優秀ポスター賞」を受賞しました。全国から参加した修士・博士課程大学院生による100件余りのポスター発表のなかから、同君の研究内容および発表能力が評価され、他大学の4名の受賞者とともに同賞を受賞しました。


繊維学会で若手優秀発表賞を受賞&学部長表彰
発表題目 " 分子鎖シート構造変換を背景としたセルロ−スT型⇔VT型結晶転移の計算化学研究"
 平成28年6月8−10日に開催された平成28年度繊維学会年次大会において、本研究室出身で工学研究科および農学工学総合研究科修了生の宇都卓也氏(4月より。学術振興会特別研究員(PD)として鹿児島大学理工学研究科に在籍)が「若手優秀発表賞」を受賞しました。本賞は全国から参加した40歳未満の若手大学・企業研究者、博士課程学生による研究発表(口頭)を対象としたものです。さらに、この受賞に対して7月20日(水)に工学部長室において伝達式を行い、横田光広工学部長から、学振興研究員として、これから一層活躍さ"れることを期待しますとの激励の言葉が贈られました。
繊維学会関連HP
工学部学長表彰HP


高分子化学研究室合同合宿セミナー2016
 平成28年6月24日に日向ブルパークホテルにおいて、恒例の高分子化学研究室合同合宿セミナーを開催しました。これまでの本研究室と鹿児島大学の門川研究室のメンバーに加えて、大分大学の氏家研究室も新たに参加されました。口頭発表とポスターを交え、互いの研究内容について熱心に議論を戦わせました。


[論文]セルロース分子鎖シートの論文がJ. Phys. Chem. Bに掲載
タイトル "Theoretical Study of the Structural Stability of Molecular Chain Sheet Models of Cellulose Crystal Allomorphs"
2014年7月22日にセルロース結晶構造を構成する分子鎖シートの論文がJ. Phys. Chem. Bに掲載されました。


湯井敏文先生が「平成25年度セルロース学会林治助賞」を受賞
業績 "有限結晶モデル法によるセルロースT型およびVT型結晶構造の計算化学研究"
2014年7月17日-18日に鹿児島市で実施された第21回セルロース年次大会で、本研究室教員の湯井敏文先生が平成25年度セルロース学会林治助賞を受賞しました。詳しくはこちら


学会でポスター賞を連続受賞
発表題目 "セルロース結晶構造を構成する分子鎖シートの構造特性解析とその展開"
2014年6月28日に北九州市で開催された"第51回化学関連支部合同九州大会"繊維化学部門、そして、2014年7月17日-18日に鹿児島市で開催された"第21回セルロース年次大会"において博士課程3年生の宇都卓也君(写真左から2人目)が、ポスター賞を受賞しました。写真・発表題目は第21回セルロース年次大会のものです。


[論文]セルロースナノチューブの論文がCelluloseに掲載
タイトル "Prediction of cellulose nanotube models through density functional theory calculations"
2014年2月1日にセルロースナノチューブについての論文がCelluloseに掲載されました。


平成24年度九州大学地区高分子若手研究会・冬の講演会でポスター賞受賞
発表題目 "計算化学によって予測されたセルロースナノチューブとその特性"
2012年12月6日に宮崎県日向市で開催された“平成24年度九州大学地区高分子若手研究会・冬の講演会”において、博士課程1年生の宇都卓也君がポスター賞を受賞しました。


二つの学会でポスター賞を連続受賞しました!
発表題目
 "コンピュータモデリングを用いたTrichoderma reesei由来セロビオヒドロラーゼ糖結合モジュールのドッキング解析"(椎葉大偉)
 "セルロースIIII→Ib結晶転移で観察される分子鎖間水素結合交換のミクロ解析"(宇都卓也)

2011年7月9日に北九州市の北九州国際会議場で開催された"第48回化学関連支部合同九州大会"において博士課程2年生の椎葉大偉君が生物化学・農芸化学部門で、 そして7月14−15日に長野市の信州大学工学部で開催された”セルロース学会第18回年次大会において修士課程2年生の宇都卓也君(写真左端)が、それぞれポスター賞を受賞しました。 どちらの大会も100報前後のエントリーの中から学生を対象に選ばれた4報の受賞発表のうちのひとつです。同じく受賞した九州および全国有名大学からの学生の皆さんと肩を並べての受賞式でした。


セルロース学会第17回年次大会にてポスター賞を受賞(発表題目”in silico変異導入によるTrichoderma reesei由来セロビオヒドロラーゼ糖結合モジュールのセルロース基質認識特異性")
2010年7月15日−16日に香川県さぬき市の徳島文理大学で開催された"セルロース学会第17回年次大会"において、博士課程1年生の椎葉大偉君がポスター賞を受賞しました。 100報近いエントリーの中から学生を対象に選ばれた4報の受賞発表のうちのひとつです。


キチン結晶表面におけるキチン結合モジュールタンパク(CBMchi)
既に紹介したセルロース(糖)結合モジュール(CBM)と同様に、CBMchiはキチン結晶表面を認識して特異的に結合する機能を持つと考えられています。 この図では、キチン結晶面に接しているCBMchiのアミノ酸を溶媒接触表面で表現しています。これより、推定されたCBMchiの基質認識表面は キチン結晶表面上のNーアセチル基と6位メチル水酸基で構成される凹凸と相補的な形状であることが分かります。


変異型Biphenyl Dioxigenase(BDO)6量体のモデリング構造
BDOは種々の芳香族化合物を基質として、芳香環への二酸素添加反応を触媒する酵素です。X線結晶構造解析により結晶構造は提案されますが、本研究室では 進化工学的手法で創出した変異型BDOの立体構造をコンピュータモデリングにより構築を試みています。


セルロースミクロフィブリル表面上におけるセルロース結合モジュールタンパクの吸着構造
セルロース結合モジュール(CBM)は大変、興味深いタンパク質です。CBMが吸着するときに、単にセルロース結晶表面を認識するだけでなく、特定の結晶面を選択します。この図はCBMをセルロース表面上に適当に置いたのでなく、CBMをすべての結晶表面上でスキャンして求めた構造です。実験によって示された吸着結晶面に強い相互作用が確認されただでなく、結晶面上の位置やCBMの方向性に対しも選択性が確認されました。図の赤く表示された部分は結晶面認識に重要な役割を持つとされる3つのチロシン残基の芳香族環です。


インターフェロンγ2-受容体のモデリング構造
前回の免疫グロブリンタンパク質に続く、魚類由来の免疫関連タンパク質のモデリング研究に関する最近の成果です。ゼブラフィッシュのゲノムデータベースより検索された遺伝子情報をもとにインターフェロンγ(IFNγ)2量体および受容体タンパク質の立体構造を個別に求め、さらに複合体構造を組み上げました。IFNの方は、一見、単純なα-ドメインタンパクですが、全体構造を組み上げるにあたって2種類の鋳型タンパク質が利用されています。


免疫グロブリンIgT CH2のモデリング構造
本研究室では、分子モデリング法によりフグの遺伝子由来の免疫グロブリンタンパク質の立体構造の予測を試みています。IgTを構成する各ドメインごとに立体構造を求めています。 最近、CH2ドメインの予測構造が提案されました。今後、IgTをコードする遺伝子構造と予測立体構造から、IgTに固有な機能について考察します。



天然セルロース結晶モデルの膨潤構造
電子顕微鏡やAFM観察によってセルロース結晶フィブリルがらせん形態をとることが報告されていました。本研究室では、 溶媒和環境におけるセルロース結晶モデルの分子シミュレーション研究により、結晶形態が自発的に右巻き方向にねじれる現象を観察しました。 この結果をふまえて、種々のセルロース結晶系モデルの力学的特性の評価や結晶表面とタンパク質間相互作用の解析へ展開する予定です。



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