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生命機能科学研究センター計算分子設計研究チーム

チームディレクター泰地真弘人（D.Sc.）

English Page

研究概要

当グループは、標的とする生体分子を制御するための分子を大規模計算機シミュレーションによって設計することを目標としています。近年X線構造解析やNMRにより、生体高分子の立体構造が次々と明らかになっています。また計測技術の発達によって、細胞内での分子の挙動も次第に観察できるようになってきました。しかし、立体構造が分子機能にどうつながるのかを予測するためには、原子スケールのモデルをもとにした長時間シミュレーションが必要になります。分子動力学計算や量子化学計算による分子シミュレーションを行うことで、生体高分子の機能の理解につなげます。センター内外との共同研究により、さまざまな標的分子に対して、培った手法を応用して新規化合物を設計します。また、分子動力学専用計算機を開発し、市販の計算機では不可能な長時間計算の実現を目指しています。

研究主分野

情報学

研究関連分野

総合理工

キーワード

専用計算機
分子動力学計算
計算創薬
計算化学
高性能計算

主要論文

1.Otsuka, T., Okimoto, N. & Taiji, M.:
"Assessment and acceleration of binding energy calculations for protein-ligand complexes by the fragment molecular orbital method"
J. Comput. Chem. 36, 2209-2218 (2015)
2.Yamagishi, J., Okimoto, N., Morimoto, G. & Taiji, M.:
"A New Set of Atomic Radii for Accurate Estimation of Solvation Free Energy by Poisson-Boltzmann Solvent Model"
J. Comput. Chem. 35, 2132-2139 (2014)
3.Ohno, Y., Yokota, R., Koyama, H., Morimoto, G., Hasegawa, A., et al.:
"Petascale molecular dynamics simulation using the fast multipole method on K computer"
Comput. Phys. Commun. 185, 2575-2585 (2014)
4.Ohmura, I., Morimoto, G., Ohno, Y., Hasegawa, A. & Taiji, M.:
"MDGRAPE-4: a special-purpose computer system formolecular dynamics simulations"
Philosophical Transactions of the Royal Society a-Mathematical Physical and Engineering Sciences 372, 20130387 (2014)
5.Kondo, H. X. & Taiji, M.:
"Enhanced exchange algorithm without detailed balance condition for replica exchange method"
J. Chem. Phys. 138, 244113 (2013)
6.Kondo, H. X., Okimoto, N., Morimoto, G. & Taiji, M.:
"Free-Energy Landscapes of Protein Domain Movements upon Ligand Binding"
J. Phys. Chem. B 115, 7629-7636 (2011)
7.Hamada, T., Narumi, T., Yokota, R., Yasuoka, K., Nitadori, K. & Taiji, M.:
"42 TFlops hierarchical N-body simulations on GPUs with applications in both astrophysics and turbulence"
Proc. Supercomputing 2009 , 62 (2009)
8.Okimoto, N., Futatsugi, N., Fuji, H., Suenaga, A., Morimoto, G., et al.:
"High-Performance Drug Discovery: Computational Screening by Combining Docking and Molecular Dynamics Simulations"
PLoS Comput. Biol. 5, e1000528 (2009)
9.Ohno, Y., Nishibori, E., Narumi, T., Koishi, T., Tahirov, T. H., et al.:
"A 281 Tflops Calculation for X-ray Protein Structure Analysis with Special-Purpose Computers MDGRAPE-3 "
In Proceedings of the SC07 (2007)
10.Narumi, T., Ohno, Y., Okimoto, N., Koishi, T., Suenaga, A., et al.:
"A 55 TFLOPS Simulation of Amyloid-forming Peptides from Yeast Prion Sup35 with the Special-purpose Computer System MDGRAPE-3"
In Proceedings of the SC06 (2006)