粒子系生物物理研究チーム

タンパク質や核酸などの生体高分子に関する自由エネルギー計算は生命機能の理解に大きな貢献をもたらすと期待されています。例えば、タンパク質折れ畳みと安定性、レセプターと薬剤の相互作用、タンパク質―タンパク質／タンパク質―DNAの会合などを理解し、予測するためには精密に自由エネルギー変化を計算することが必要です。我々の研究チームは粗視化／全原子／電子状態(QM/MM)などの異なる解像度のモデルを連成したアルゴリズムを開発し、スーパーコンピュータ「京」に向けた最適化を行います。これによって生体高分子の広い構造空間の探索と活性中心などに関する精度の高い計算を両立し、自由エネルギー計算の精密化をはかります。開発したソフトウェアは、計算機を用いた創薬や分子設計を高い精度で行うための基盤技術として貢献できると考えています。

研究テーマ

• マルチスケール・マルチリゾリューション計算法の開発
• 拡張アンサンブル法の開発と生体高分子への応用
• QM/MM計算手法の改良
• 超並列分子動力学ソフトウェアの開発と「京」への最適化

主要論文

1. Y. Matsunaga, H. Fujisaki, T. Terada, T. Furuta, K. Moritsugu, and A. Kidera:
   "Minimum Free Energy Path of Ligand-Induced Transition in Adenylate Kinase"
   PLoS Comput. Biol. 8 (2012) e1002555
2. R. Harada, Y. Sugita, and M. Feig:
   "Protein Crowding Affects Hydration Structure and Dynamics"
   J. Am. Chem. Soc. 134 (2012) 4842-4849
3. S. Re, T. Imai, J. Jung, S. Ten-no, and Y. Sugita:
   "Geometrically Associate Yet Electronically Dissociative Character in the Transition State of Enzymatic Reversible Phosphorylation"
   J. Comput. Chem. 32 (2011) 260-270
4. J. Jung, Y. Sugita, and S. Ten-no:
   "Moller-Presset perturbation theory gradient in the generalized hybrid orbital quantum mechanical and molecular mechanical method"
   J. Chem. Phys. 132 (2010) 084106