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主任研究員研究室杉田理論分子科学研究室

主任研究員杉田有治（D.Sc.）

English Page

研究概要

当研究室では、理論化学的手法を用いて、生体分子を含む様々な分子系の構造とダイナミクスを解明し、医療、環境、エネルギー問題に応用可能な新たな分子機能の開拓を目指しています。そのために、従来の枠組みを超えて、理論化学と理論生物物理を統合した新しい計算手法や分子モデルの開発を行ないます。実験研究者と活発な議論を交わしながら、タンパク質や核酸、糖鎖や生体膜などの大規模構造変化、溶液中または生体分子中でのプロトン・電子移動、分子系の電子状態と振動状態、溶媒や分子混雑などの環境が分子機能に与える影響など、幅広い研究課題に取り組みます。また、理論化学・計算化学の限界に挑戦し、次世代スーパーコンピュータを用いた大規模シミュレーションも積極的に行ないます。

研究主分野

化学

研究関連分野

物理学
材料科学
生物学 & 生化学
コンピューター科学
学際研究

研究テーマ

生体膜と膜タンパク質のダイナミクスを解明する
糖鎖とタンパク質の相互作用を解明する
理論化学・理論生物物理を統合した新しい理論と計算手法を開発する
細胞内分子混雑環境を理解する

主要論文

1.Re, S., Nishima, W., Tahara, T., and Sugita, Y.:
"Mosaic of Water Orientation Structures at a Neutral Zwitterionic Lipid/Water Interface Revealed by Molecular Dynamics Simulations"
J.Phys.Chem.B 5, 4343-4348 (2014).
2.Thomsen, B., Yagi, K., and Christiansen, O.:
"A simple state-average procedure determining optimal coordinates for anharmonic vibrational calculations."
Chem. Phys. Lett. 610, 288-297 (2014).
3.Yasuaki Komuro, Suyong Re, Chigusa Kobayashi, Eiro Muneyuki and Yuji Sugita.:
"CHARMM Force-Fields with Modified Polyphosphate Parameters Allow Stable Simulation of the ATP-Bound Structure of Ca2+-ATPase."
J. Chem. Theory Comput., 10, 4133–4142 (2014).
4.Kaoru Kumazaki, Shinobu Chiba, Mizuki Takemoto, Arata Furukawa, Ken-ichi Nishiyama, Yasunori Sugano, Takaharu Mori, Naoshi Dohmae, Kunio Hirata, Yoshiko Nakada-Nakura, Andrés D. Maturana, Yoshiki Tanaka, Hiroyuki Mori, Yuji Sugita, Fumio Arisaka, Koreaki Ito, Ryuichiro Ishitani, Tomoya Tsukazaki and Osamu Nureki.:
"Structural basis of Sec-independent membrane protein insertion by YidC."
Nature 509, 516-520 (2014).
5.B. Thomsen, K. Yagi and O. Christiansen.:
"Optimized coordinates in vibrational coupled cluster calculations."
J. Chem. Phys. 140, 154102 (2014).
6.K. Yagi and H. Otaki.:
"Vibrational quasi-degenerate perturbation theory with optimized coordinates: Applications to ethylene and trans-1,3-butadiene."
J. Chem. Phys. 140, 084113 (2014).
7.Jaewoon Jung, Takaharu Mori and Yuji Sugita.:
"Midpoint Cell Method for Hybrid (MPI+OpenMP) Parallelization of Molecular Dynamics Simulations."
J. Comp. Chem. 35, 1064-1072 (2014).
8.Kiyoshi Yagi and Hiroki Otaki.:
"Vibrational quasi-degenerate perturbation theory with optimized coordinates: Applications to ethylene and trans-1,3-butadiene."
J. Chem. Phys. 140, 084113 (2014).
9.Pai-Chi Li, Naoyuki Miyashita, Wonpil Im, Satoshi Ishido and Yuji Sugita.:
"Multidimensional Umbrella Sampling and Replica-Exchange Molecular Dynamics Simulations for Structure Prediction of Transmembrane Helix Dimer."
J. Comput. Chem. 35, 300-308 (2014).
10.Takao Yoda, Yuji Sugita and Yuko Okamoto.:
"Salt Effects on Hydrophobic-Core Formation in Folding of a Helical Mini Protein Studied by Molecular Dynamics Simulations."
Proteins: Struct. Funct. Bioinf., 82, 933-943 (2014).