著者

安藤 敏夫 伊藤 隆 杉田 有治 南後 恵理子 安永 卓生 岡田 康志 神田 元紀

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.61, no.2, pp.111-118, 2021 (Released:2021-03-25)

著者

杉田 有治

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.63, no.5, pp.282-284, 2023 (Released:2023-11-25)

参考文献数

5

著者

杉田 有治 優 乙石 Michael Feig

出版者

分子科学会

雑誌

Molecular Science (ISSN:18818404)

巻号頁・発行日

vol.11, no.1, pp.A0094, 2017 (Released:2017-08-31)

参考文献数

36

被引用文献数

2

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Atomic structures of proteins, nucleic acids, and their complexes are determined using X-ray crystallography, NMR, or cryo-Electron Microscopy. These structures are essential to understand their structure-function relationships. However, the experimental conditions are totally different from the actual cellular environments and it is hard to understand how biomolecules behave in such cellular environments, just using the atomic structures. We have recently built protein crowding systems in computers and carried out all-atom molecular dynamics (MD) simulations of the systems to understand biomolecular dynamics in the crowded environments. The largest simulations we have ever performed were the all-atom MD simulations of a bacterial cytoplasm using K computer. By analyzing the simulation trajectories, we observed that non-specific protein-protein and protein-metabolite interactions play important roles in biomolecular dynamics and stability in a cell. The new insight from the simulations is useful not only for basic life science in molecular and cellular biology but also drug discovery in future for introducing the effect of non-specific protein-drug interactions.

著者

杉田 有治 光武 亜代理 岡本 祐幸

出版者

一般社団法人 日本物理学会

雑誌

日本物理学会誌 (ISSN:00290181)

巻号頁・発行日

vol.56, no.8, pp.591-599, 2001-08-05 (Released:2008-04-14)

参考文献数

61

被引用文献数

2

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タンパク質などの多自由度の系では,エネルギー極小状態が無数に存在するため,従来の手法による計算機シミュレーションでは,それらのエネルギー極小状態に留まってしまうという難点がある.筆者らはこの困難を克服する手法として,拡張アンサンブル法の適用を主張してきた.この方法は非ボルツマン因子に基づいており,ポテンシャルエネルギー空問上の一次元酔歩を実現することにより,エネルギー極小状態に留まるのを避ける.本稿では,よく知られている三つの拡張アンサンブル法(マルチカノニカル法,焼き戻し法,及びレプリカ交換法)とその改良版について解説し,それらのタンパク質の折り畳み問題における適用例を紹介する.

著者

優 乙石 杉田 有治

出版者

分子シミュレーション学会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.19, no.2, pp.75-80, 2017-04-30 (Released:2018-04-30)

参考文献数

25

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細胞質の体積の約 30%は,生体分子で占められている.このような混み合った環境下では生体分子の立体 構 ,動態,反応性が希薄溶液環境と大きく異なることは従来の研究から示唆されているが,原子・分子レ ベルの解像度では十分に理解されていなかった.我々はバクテリア(マイコプラズマ・ジェニタリウム)の 細胞質を原子解像度でモデリングし,「京」コンピュータ上で超並列分子動力学シミュレータ GENESIS を用 いた大規模計算を行い,細胞内の生体分子ダイナミクスを原子レベルで再現した.さらに,得られたデータ から蛋白質-代謝物の相互作用や代謝物の細胞内動態を詳細に解析し,新たな知見を得た.

著者

小林 千草 松永 康佑 Jaewoon JUNG 杉田 有治

出版者

一般社団法人 日本生物物理学会

雑誌

生物物理 (ISSN:05824052)

巻号頁・発行日

vol.62, no.5, pp.298-300, 2022 (Released:2022-11-25)

参考文献数

9

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筋小胞体カルシウムイオンポンプは代表的なP型ATPaseであり,ATP加水分解のエネルギーを用い輸送を担う.著者らは分子動力学法計算を基にした反応経路解析によりカルシウムイオンポンプによる輸送の分子論的なメカニズムを提唱した.膜タンパク質の構造変化とカルシウムイオン輸送の関係について述べる.

著者

杉田 有治 近藤 洋平

出版者

独立行政法人理化学研究所

雑誌

特定領域研究

巻号頁・発行日

2003

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生体膜を隔てたイオンやタンパク質の物質輸送を行う膜輸送タンパク質の立体構造を用いた分子動力学計算を行うことにより膜タンパク質の構造変化と物質輸送機構の関係を明らかにした。ターゲットとして、カルシウムイオンポンプ、その機能を制御するフォスフォランバン、タンパク質輸送を行うSecトランスロコンを選び、脂質二重膜と溶媒を露わに含む全原子分子動力学計算を実施することにより、膜インターフェイスにおけるSoftな相互作用がこれらのタンパク質の機能に果たす役割を明らかにすることができた。