チームリーダー
杉田有治 D.Sci.

分子機能シミュレーション研究チーム

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「富岳」などのスパコンを使って、生体分子機能を理解するためのシミュレーション研究を行います

当チームでは、「富岳」などのスパコンを用いた分子動力学シミュレーションを行い、蛋白質や核酸、糖鎖、脂質膜など生体分子の構造・ダイナミクス・機能の関係を解明します。分子動力学シミュレーションから自由エネルギー変化を求める様々な手法を開発し、分子動力学ソフトウェアGENESISに導入・公開します。これにより、基礎科学研究だけでなく、創薬応用計算にも貢献していきます。

研究テーマ

細胞内分子混雑環境でのタンパク質と水の構造とダイナミクス
タンパク質大規模構造変化のシミュレーションと実験データの解析
ブラウン運動シミュレーションを用いた長時間ダイナミクス

主要論文

Chong SH, Oshima H, Sugita Y.
Allosteric changes in the conformational landscape of Src kinase upon substrate binding.
Journal of Molecular Biology (2024) doi: 10.1016/j.jmb.2024.168871

Jung J, Yagi K, Tan C, et al.
GENESIS 2.1: High-Performance Molecular Dynamics Software for Enhanced Sampling and Free-Energy Calculations for Atomistic, Coarse-Grained, and Quantum Mechanics/Molecular Mechanics Models.
Journal of Physical Chemistry. B 128(25), 6028-6048 (2024) doi: 10.1021/acs.jpcb.4c02096

Chyży P, Kulik M, Shinobu A, et al.
Molecular dynamics in multidimensional space explains how mutations affect the association path of neomycin to a riboswitch.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 121(15), e2317197121 (2024) doi: 10.1073/pnas.2317197121

Shinobu A, Re S, Sugita Y.
Practical Protocols for Efficient Sampling of Kinase-Inhibitor Binding Pathways Using Two-Dimensional Replica-Exchange Molecular Dynamics.
Frontiers in Molecular Biosciences 9, 878830 (2022) doi: 10.3389/fmolb.2022.878830

Matsubara D, Kasahara K, Dokainish HM, et al.
Modified Protein-Water Interactions in CHARMM36m for Thermodynamics and Kinetics of Proteins in Dilute and Crowded Solutions.
Molecules 27(17), 5726 (2022) doi: 10.3390/molecules27175726

Oshima H, Sugita Y.
Modified Hamiltonian in FEP Calculations for Reducing the Computational Cost of Electrostatic Interactions
Journal of Chemical Information and Modeling 62(11), 2846-2856 (2022) doi: 10.1021/acs.jcim.1c01532

Fujiyama K, Kato N, Re S, et al.
Molecular Basis for Two Stereoselective Diels-Alderases that Produce Decalin Skeletons*.
Angewandte Chemie 60(41), 22401-22410 (2021) doi: 10.1002/anie.202106186

Kasahara K, Re S, Nawrocki G, et al.
Reduced efficacy of a Src kinase inhibitor in crowded protein solution.
Nature Communications 12(1), 4099 (2021) doi: 10.1038/s41467-021-24349-5

Shinobu A, Kobayashi C, Matsunaga Y, Sugita Y.
Coarse-Grained Modeling of Multiple Pathways in Conformational Transitions of Multi-Domain Proteins.
Journal of Chemical Information and Modeling 61(5), 2427-2443 (2021) doi: 10.1021/acs.jcim.1c00286

Re S, Oshima H, Kasahara K, et al.
Encounter Complexes and Hidden Poses of Kinase-Inhibitor Binding on the Free-Energy Landscape.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 116, 18404-18409 (2019) doi: 10.1073/pnas.1904707116