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生命機能科学研究センター分子機能シミュレーション研究チーム

チームリーダー杉田有治（D.Sc.）

English Page

研究概要

当チームでは分子動力法やブラウン運動法などを用いて、１）細胞環境を考慮したタンパク質の動的構造を理解すること、２）生体超分子複合体を含む大規模な生体分子系のモデリングを行うことを目指した研究を行っています。これらを実現するために、QBiCあるいはその他機関の実験グループと密接に連携しています。さらに、「京」などのペタフロップス級の演算性能をもつスーパーコンピュータを駆使した大規模分子動力学シミュレーションを行うとともに、粗視化された分子モデルを用いたシミュレーションやモデリングの開発も行っています。

研究主分野

化学

研究関連分野

複合領域
数物系科学
総合生物

キーワード

分子動力学
タンパク質ダイナミクス
自由エネルギー計算
拡張アンサンブル法
タンパク質—基質相互作用

主要論文

1.Ando, T., Yu, I., Feig, M., and Sugita, Y.:
"Thermodynamics of Macromolecular Association in heterogeneous Crowding Environments: Theoretical and Simulation Studies with a Simplified Model"
J. Phys. Chem. B 120, 11856-11865 (2016).
2.Yu, I., Mori, T., Ando, T., Harada, R., Jung, J., Sugita, Y., and Feig, M.:
"Biomolecular interactions modulate macromolecular structure and dynamics in atomistic model of a bacterial cytoplasm"
eLife, 5, e19274 (2016).
3.Feig, M., Harada, R., Mori, T., Yu, I., Takahashi, K. & Sugita, Y.:
"Complete atomistic model of a bacterial cytoplasm for integrating physics, biochemistry, and systems biology"
J. Mol. Graph. Model. 58, 1-9 (2015)
4.Miyashita, N., Re, S. & Sugita, Y.:
"REIN: Replica-Exchange INterface for Simulating Protein Dynamics and Function"
Int. J. Quantum Chem. 115, 325-332 (2015)
5.Li, P., Miyashita, N., Im, W., Ishido, S. & Sugita, Y.:
"Multidimensional Umbrella Sampling and Replica-Exchange Molecular Dynamics Simulations for Structure Prediction of Transmembrane Helix Dimers"
J. Comput. Chem. 35, 300-308 (2014)
6.Mori, T., Jung, J. & Sugita, Y.:
"Surface-Tension Replica-Exchange Molecular Dynamics Method for Enhanced Sampling of Biological Membrane Systems"
J. Chem. Theory Comput. 9, 5629-5640 (2013)
7.Feig, M. & Sugita, Y.:
"Reaching new levels of realism in modeling biological macromolecules in cellular environments"
J. Mol. Graph. Model. 45, 144-156 (2013)
8.Harada, R., Tochio, N., Kigawa, T., Sugita, Y. & Feig, M.:
"Reduced Native State Stability in Crowded Cellular Environment Due to Protein-Protein Interactions"
J. Am. Chem. Soc. 135, 3696-3701 (2013)
9.Kajikawa, M., Li, P., Goto, E., Miyashita, N., Aoki-Kawasumi, M., et al.:
"The Intertransmembrane Region of Kaposi's Sarcoma-Associated Herpesvirus Modulator of Immune Recognition 2 Contributes to B7-2 Downregulation"
J. Virol. 86, 5288-5296 (2012)
10.Harada, R., Sugita, Y. & Feig, M.:
"Protein Crowding Affects Hydration Structure and Dynamics"
J. Am. Chem. Soc. 134, 4842-4849 (2012)