チームリーダー

杉田 有治 (D.Sci.)

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

• Ando, T., Yu, I., Feig, M. & 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) doi:10.1021/acs.jpcb.6b06243
• Yu, I., Mori, T., Ando, T., Harada, R., Jung, J., Sugita, Y., et al.
  "Biomolecular interactions modulate macromolecular structure and dynamics in atomistic model of a bacterial cytoplasm"
  Elife 5, e19274 (2016) doi:10.7554/eLife.19274
• 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) doi:10.1016/j.jmgm.2015.02.004
• Miyashita, N., Re, S. & Sugita, Y.
  "REIN: Replica-Exchange INterface for Simulating Protein Dynamics and Function"
  Int. J. Quantum Chem. 115, 325-332 (2015) doi:10.1002/qua.24785
• 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) doi:10.1002/jcc.23494
• 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) doi:10.1021/ct400445k
• Feig, M. & Sugita, Y.
  "Reaching new levels of realism in modeling biological macromolecules in cellular environments"
  J. Mol. Graph. Model. 45, 144-156 (2013) doi:10.1016/j.jmgm.2013.08.017
• 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) doi:10.1021/ja3126992
• Kajikawa, M., Li, P., Goto, E., Miyashita, N., Aoki-Kawasumi, M., Mito-Yoshida, 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) doi:10.1128/jvi.00219-12
• Harada, R., Sugita, Y. & Feig, M.
  "Protein Crowding Affects Hydration Structure and Dynamics"
  J. Am. Chem. Soc. 134, 4842-4849 (2012) doi:10.1021/ja211115q