Cross-scale data-driven modeling of biomolecular dynamics in the cells

• Project Area: New cross-scale biology
• Project/Area Number: 21H05249
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (III)
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 杉田 有治 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (80311190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笠原 健人 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (10824469)
• Project Period (FY): 2021-09-10 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥91,780,000 (Direct Cost: ¥70,600,000、Indirect Cost: ¥21,180,000); Fiscal Year 2025: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000); Fiscal Year 2024: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000); Fiscal Year 2023: ¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000); Fiscal Year 2022: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000); Fiscal Year 2021: ¥24,310,000 (Direct Cost: ¥18,700,000、Indirect Cost: ¥5,610,000)
• Keywords: 分子動力学シミュレーション / クロススケールモデル / 生体超分子複合体 / 分子ダイナミクス / 分子動力学 / データ駆動モデリング / 細胞内環境 / 膜タンパク質 / クロススケールモデリング / データ駆動方モデリング

Outline of Research at the Start

本研究が推進する「クロススケール細胞計測センター」の中で、我々のグループは、特に技術面で、様々な計測と融合した計算科学に基づくモデリングとシミュレーションの開発を行う。20-500nmの「メゾ複雑体」を研究対象とするため、残基粒度や分子粒度の粗視化分子モデルを含むクロススケール分子モデルを開発し、それを用いた分子モデリングとシミュレーションを実現する。そのために、我々の開発してきた分子動力学ソフトウェアGENESISとモデリングツールCSSB (Cellular-Scale Simulation Builder）を高機能化し、計測グループと連携して「メゾ複雑体」の動的構造を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

クロススケールモデリングとシミュレーション手法の開発と「クロススケール細胞計測センター」における共同研究を行った。すでに、アミノ酸残基粒度での脂質分子のモデルを開発しているため、ここで開発した脂質分子とタンパク質の分子間相互作用パラメタの決定に取り組んだ。そのために、代表的な脂質二重膜であるDPPCとDOPCを選び、20種類のアミノ酸の侵入による自由エネルギー変化を計算した。さらに多くの脂質分子とアミノ酸の組み合わせを計算することで、膜タンパク質の残基レベルでのダイナミクスを実現する。この研究に加えて、クロススケール細胞計測センターにおける実験グループ（西田班：NMR、福間班：AFM、稲葉班：クライオ電子顕微鏡など）との共同研究を実施し、細胞質・生体膜、核膜などにおける分子動態を明らかにした。
拡散律速反応理論に基づいて，不均一溶液環境にも適用可能なタンパク質ー基質結合の速度定数および薬剤分子のリン脂質膜透過能を計算するMDベースの理論的手法を開発した。この手法では，結合過程や膜透過過程に存在する活性状態の熱力学・動力学特性をMD法によって計算することにより，速度定数や膜透過能を定量化することが可能である。本手法を，親水の異なる2種類の基質分子（BUT，DSS）のFK506タンパク質(FKBP)への結合過程に適用したところ，Anton2の長時間MD計算により報告されている速度定数をほぼ定量的に再現することが確認できた。さらに，本手法により導かれた速度定数表式に基づいて，速度定数を熱力学・動力学成分に分割したところ，BUTとDSSの速度定数の大小関係は主に熱力学成分の違い（活性状態の熱力学安定性）によって規定されていることを明らかにすることができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

「クロススケール細胞計測センター」において複数の実験グループとの連携研究が進展し、すでにJACS、Cell reportsなどに共著論文を報告することができているし、脂質分子の粗視化モデル、脂質分子とタンパク質の相互作用モデル、基質結合と乖離に関する新しい理論などの方法論の開発も発展している。
さらに、「富岳」を用いた大規模な分子動力学計算を多数実行しており、メゾ複雑体に関する理解が格段に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

脂質分子とアミノ酸の相互作用パラメタを決定することで、膜タンパク質の残基レベルでの分子動力学計算を実現する。これによって、「クロススケール細胞計測センター」における新たな実験・計算の連携が可能となる。具体的には、AFMだけでなくCryo-ETを用いた細胞内オルガネラ表面での膜タンパク質動態を解析することができる。稲葉班でもCryo-ETを用いた膜タンパク質のオルガネラ膜中の分布等の実験を行っているため、新たな連携を試みる。西田班が行っている分子混雑環境中での天然変性領域の分子動態については、混雑物を露わに含めた分子動力学を行い、希薄溶液中での振る舞いと比較する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Michigan State University(米国)
• [Journal Article] Solvation dynamics on the diffusion timescale elucidated using energy-represented dynamics theory (2024)
  • Author(s): Okita Kazuya、Ito Natsuumi、Morishita-Watanabe Nozomi、Umakoshi Hiroshi、Kasahara Kento、Matubayasi Nobuyuki
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics Volume: 26 Issue: 16 Pages: 12852-12861
  • DOI: 10.1039/d4cp00235k
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SPANA: Spatial decomposition analysis for cellular-scale molecular dynamics simulations (2024)
  • Author(s): Isseki Yu, Takaharu Mori, Daisuke Matsuoka, Donatas Surblys, Yuji Sugita1
  • Journal Title: Journal of Computational Chemistry Volume: 45 Issue: 8 Pages: 498-505
  • DOI: 10.1002/jcc.27260
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Free-energy landscapes of transmembrane homodimers by bias-exchange adaptively biased molecular dynamics (2024)
  • Author(s): Ito Shingo、Sugita Yuji
  • Journal Title: Biophysical Chemistry Volume: 307 Pages: 107190-107190
  • DOI: 10.1016/j.bpc.2024.107190
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] GENESIS CGDYN: large-scale coarse-grained MD simulation with dynamic load balancing for heterogeneous biomolecular systems (2024)
  • Author(s): Jung Jaewoon、Tan Cheng、Sugita Yuji
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 15 Issue: 1 Pages: 3370-3370
  • DOI: 10.1038/s41467-024-47654-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elucidating protein-ligand binding kinetics based on returning probability theory (2023)
  • Author(s): Kasahara Kento、Masayama Ren、Okita Kazuya、Matubayasi Nobuyuki
  • Journal Title: The Journal of Chemical Physics Volume: 159 Issue: 13 Pages: 134103-134103
  • DOI: 10.1063/5.0165692
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acceleration of generalized replica exchange with solute tempering simulations of large biological systems on massively parallel supercomputer (2023)
  • Author(s): Jung Jaewoon、Kobayashi Chigusa、Sugita Yuji
  • Journal Title: Journal of Computational Chemistry Volume: - Issue: 20 Pages: 1740-1749
  • DOI: 10.1002/jcc.27124
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Extension of the iSoLF implicit-solvent coarse-grained model for multicomponent lipid bilayers (2023)
  • Author(s): Ugarte La Torre Diego、Takada Shoji、Sugita Yuji
  • Journal Title: The Journal of Chemical Physics Volume: 159 Issue: 7 Pages: 75101-75101
  • DOI: 10.1063/5.0160417
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Highly charged proteins and their repulsive interactions antagonize biomolecular condensation (2023)
  • Author(s): Cheng Tan, Ai Niitsu, Yuji Sugita
  • Journal Title: JACS Au Volume: 3 Issue: 3 Pages: 834-848
  • DOI: 10.1021/jacsau.2c00646
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structural Effects of Spike Protein D614G Mutation in SARS-CoV-2 (2022)
  • Author(s): Hisham M. Dokainish, Yuji Sugita
  • Journal Title: Biophys. J. Volume: 122 Issue: 14 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2022.11.025
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Constructing a Memory Kernel of the Returning Probability to Efficiently Describe Molecular Binding Processes (2022)
  • Author(s): Kento Kasahara, Ren Masayama, Yuya Matsubara, and Nobuyuki Matubayasi
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 51 Issue: 8 Pages: 823-827
  • DOI: 10.1246/cl.220236
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal Growth of Urea and Its Modulation by Additives as Analyzed by All-Atom MD Simulation and Solution Theory (2022)
  • Author(s): Senri Tanaka, Naoki Yamamoto, Kento Kasahara, Yoshiki Ishii, and Nobuyuki Matubayasi
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 126 Issue: 28 Pages: 5274-5290
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.2c01764
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein assembly and crowding simulations (2022)
  • Author(s): Lim Heo, Yuji Sugita, Michael Feig
  • Journal Title: Curr. Opin. Struct. Biol. Volume: 73 Pages: 102340-102340
  • DOI: 10.1016/j.sbi.2022.102340
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Computational analysis on the allostery of tryptophan synthase: relationship between α/β-ligand binding and distal domain closure (2022)
  • Author(s): Shingo Ito, Kiyoshi Yagi, Yuji Sugita
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 126 Issue: 17 Pages: 3300-3308
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.2c01556
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Practical Protocols for Efficient Sampling of Kinase-Inhibitor Binding Pathways Using Two-Dimensional Replica-Exchange Molecular Dynamics (2022)
  • Author(s): Shinobu Ai、Re Suyong、Sugita Yuji
  • Journal Title: Frontiers in Molecular Biosciences Volume: 9 Pages: 878830-878830
  • DOI: 10.3389/fmolb.2022.878830
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Protein Folding Intermediates on the Dimensionality Reduced Landscape with UMAP and Native Contact Likelihood (2022)
  • Author(s): Mao Oide, Yuji Sugita
  • Journal Title: J. Chem. Phys. Volume: 157 Issue: 7 Pages: 75101-75101
  • DOI: 10.1063/5.0099094
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analyses of Structure Changes and Free Energy of Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca²⁺-ATPase (2022)
  • Author(s): 小林千草, 松永康佑, Jaewoon Jung, 杉田有治
  • Journal Title: Seibutsu Butsuri Volume: 62 Issue: 5 Pages: 298-300
  • DOI: 10.2142/biophys.62.298
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • Open Access
• [Journal Article] Modified protein-water interactions in CHARMM36m for thermodynamics and kinetics of proteins in dilute and crowded solutions (2022)
  • Author(s): Daiki Matsubara, Kento Kasahara, Hisham Dokainish, Hiraku Oshima, Yuji Sugita
  • Journal Title: Molecules Volume: 27 Issue: 17 Pages: 5726-5726
  • DOI: 10.3390/molecules27175726
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Yuxia Zhang, Chigusa Kobayashi, Xiaohan Cai, Satoshi Watanabe, Akihisa Tsutsumi, Masahide Kikkawa, Yuji Sugita, Kenji Inaba (2022)
  • Author(s): Yuxia Zhang, Chigusa Kobayashi, Xiaohan Cai, Satoshi Watanabe, Akihisa Tsutsumi, Masahide Kikkawa, Yuji Sugita, Kenji Inaba
  • Journal Title: Cell reports Volume: 41 Issue: 10 Pages: 111760-111760
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111760
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Towards de novo design of transmembrane α-helical assemblies using structural modelling and molecular dynamics simulation (2022)
  • Author(s): Ai Niitsu, Yuji Sugita
  • Journal Title: Biophys. Rev. Volume: 14 Issue: 5 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1039/d2cp03972a
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Implementation of residue-level coarse-grained models I GENESIS for large-scale molecular dynamics simulations (2022)
  • Author(s): Cheng Tan, Jaewoon Jung, Chigusa Kobayashi, Diego Ugarte, Shoji Takada, Yuji Sugita
  • Journal Title: PLoS Comp. Biol. Volume: 18 Issue: 4 Pages: e1009578-e1009578
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1009578
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The inherent flexibility of receptor binding domains in SARS-CoV-2 spike protein (2022)
  • Author(s): Dokainish Hisham M、Re Suyong、Mori Takaharu、Kobayashi Chigusa、Jung Jaewoon、Sugita Yuji
  • Journal Title: eLife Volume: 11
  • DOI: 10.7554/elife.75720
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Atomistic description of molecular binding processes based on returning probability theory (2021)
  • Author(s): Kento Kasahara, Ren Masayama, Kazuya Okita, and Nobuyuki Matubayasi
  • Journal Title: J. Chem. Phys. Volume: 155 Issue: 20 Pages: 204503-204517
  • DOI: 10.1063/5.0070308
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Protein-ligand binding kinetics based on diffusion-influenced reaction theory and molecular dynamics (2024)
  • Author(s): Kento Kasahara
  • Organizer: Telluride Science workshop "The Role of Fluctuations and Dynamics in Biomolecular Function"
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Protein Functions in Crowded Cellular Environments (2024)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: The 6th Symposium on Biophysics Postgraduate Research in Hong Kong
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Integrated Modeling of Flexible Multi-Domain Protein Structures in Solution (2024)
  • Author(s): Yuji Sugita, Mao Oide, Teppei Ikeya, Yutaka Ito
  • Organizer: 9th Polish-Korean Conference on Protein Folding
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Refinement of Markov State Model using experimental data and nonlinear dimensional reduction methods (2024)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: ACS Symposium on Markov State Modeling of Conformational Dynamics in the Wake of Machine Learning
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 分子の脂質膜透過ダイナミクスを記述する溶液統計力学理論の開発 (2023)
  • Author(s): 松原優弥，昌山廉，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第25回理論化学討論会
• [Presentation] コレステロールが影響を与える脂質膜近傍の水素結合ダイナミクスの解析 (2023)
  • Author(s): 四方志，笠原健人，金鋼，松林伸幸
  • Organizer: 第37回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] 分子膜透過ダイナミクスの理論的解析 (2023)
  • Author(s): 松原優弥，昌山廉，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第37回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] 加水分解酵素の機能制御を目指した共溶媒添加効果の全原子 MD による解析 (2023)
  • Author(s): 大坂龍司，石田豊和，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第37回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] ペプチドのアモルファス凝集に対する共溶媒効果の全原子 MD による解析 (2023)
  • Author(s): 田川雄大, 笠原健人, 松林伸幸
  • Organizer: 第37回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] 会合平衡に対する共溶媒効果の自由エネルギー解析 (2023)
  • Author(s): 濱田裕加, 古宮直樹, 笠原健人, 松林伸幸
  • Organizer: 第37回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] 分子会合キネティクスを効率的に解析する方法論の開発 (2023)
  • Author(s): 丸山優星, 松原優弥, 昌山廉, 笠原健人, 松林伸幸
  • Organizer: 第37回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] Development of a solution statistical mechanics theory describing the molecular permeation through lipid membrane (2023)
  • Author(s): Yuya Matsubara, Ren Masayama, Kento Kasahara, Nobuyuki Matubayasi
  • Organizer: The 6th International Conference on Molecular Simulation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Diffusion theory of molecular liquids based on the energy representation solution theory and application to solvation dynamics (2023)
  • Author(s): Kazuya Okita, Kento Kasahara, Nobuyuki Matubayasi
  • Organizer: The 6th International Conference on Molecular Simulation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Free energy analysis of cosolvent effects on molecular association (2023)
  • Author(s): Yuka Hamada, Naoki Komiya, Kento Kasahara, Nobuyuki Matubayasi
  • Organizer: The 6th International Conference on Molecular Simulation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Free-energy analysis of adsorption onto solid-liquid interfaces with all-atom MD simulation and a solvation theory (2023)
  • Author(s): Teppei Matsumura, Senri Tanaka, Kento Kasahara, Nobuyuki Matubayasi
  • Organizer: The 6th International Conference on Molecular Simulation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 分子会合ダイナミクスを記述する理論的手法の開発 (2023)
  • Author(s): 笠原健人
  • Organizer: 第1回理論化学若手セミナー
  • Invited
• [Presentation] 分子動力学と2分子反応理論に基づく分子会合過程の記述 (2023)
  • Author(s): 笠原健人
  • Organizer: 次世代若手研究者による応用計算・理論化学研究会2023
  • Invited
• [Presentation] Atomistic Description of Molecular Binding Processes Based on Bimolecular Reaction Theory (2023)
  • Author(s): Kento Kasahara
  • Organizer: 9th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems (9IDMRCS)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 分子動力学に基づいてタンパク質リガンド結合過程を解析する統計力学手法の開発 (2023)
  • Author(s): 笠原健人
  • Organizer: 生体分子凝縮体セミナー
  • Invited
• [Presentation] Elucidating Protein-Ligand Binding Kinetics Based on Bimolecular Reaction Theory (2023)
  • Author(s): Kento Kasahara
  • Organizer: The 6th International Conference on Molecular Simulation
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Atomistic description of molecular binding kinetics based on returning probability theory and molecular dynamics (2023)
  • Author(s): Kento Kasahara
  • Organizer: UC Riverside seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] How cellular environments are regulated by non-specific molecular interaction (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: Biomolecules and Nanostructures 8
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Multi-scale molecular dynamics simulations on protein function in intracellular environments (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: CCP2023
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Accurate Langevin integration for isothermal-isobaric condition with a large time step (2023)
  • Author(s): Jaewoon Jung, Yuji Sugita
  • Organizer: CCP2023
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Enhanced Conformational Sampling for Protein Dynamics and Function (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: 8th Polish-Korean Conference on Protein Folding
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Protein dynamics and functions using enhanced MD simulations (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: CECAM Workshop
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Crowding effects on protein structure, dynamics, and functions (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: The 21st KIAS Conference on Protein Folding and Function
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Regulation of Biomolecular Condensation Studied with Large-Scale Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulations in GENESIS (2023)
  • Author(s): Cheng Tan, Ai Niitsu, Jaewoon Jung, Yuji Sugita
  • Organizer: 第61回日本生物物理学会年会
  • Invited
• [Presentation] Coarse-grained modeling and simulations of protein and lipid dynamics (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: MBSJ
  • Invited
• [Presentation] Monomeric Structures of GRB2 in Solution by Integrated Modeling (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita, Mao Oide, Teppei Ikeya, Yutaka Ito
  • Organizer: EMBO workshop on Computational Structural Biology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] アニオン交換膜内におけるイオン動態の分子動力学解析 (2023)
  • Author(s): 笠原健人，奈良悠里，松林伸幸，八木清，田中学
  • Organizer: 第18回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
• [Presentation] エネルギー表示の新規拡散方程式 (2023)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第18回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
• [Presentation] 高分子膜内のイオン輸送過程に関する動力学解析 (2023)
  • Author(s): 笠原健人，奈良悠里，松林伸幸，八木清，田中学
  • Organizer: 研究会「凝縮系の理論化学」
• [Presentation] エネルギー座標上における新規ダイナミクス理論と溶媒和構造緩和過程への応用 (2023)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 研究会「凝縮系の理論化学」
• [Presentation] Protein-ligand binding kinetics_in a crowded polymer solution_ (2023)
  • Author(s): Kento Kasahara, Ren Masayama, Kazuya Okita, and Nobuyuki Matubayasi
  • Organizer: ACS Spring 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Diffusion theory of molecular liquids in the energy representation and description of the relaxation process of the solvation structure (2023)
  • Author(s): Kazuya Okita, Kento Kasahara, and Nobuyuki Matubayasi
  • Organizer: ACS Spring 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Protein Dynamics and Functions using enhanced MD simulations (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: The 23rd Sanibel Meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Computational studies of conformational dynamics of membrane transporters and pumps (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: 10th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 分子動力学ソフトウェアGENESISの開発と細胞内における蛋白質動態解析 (2023)
  • Author(s): 杉田有治
  • Organizer: 兵庫県MI研究会
  • Invited
• [Presentation] 計算科学で挑む細胞内環境の生物学 (2023)
  • Author(s): 杉田有治
  • Organizer: 第48回生体分子科学討論会
  • Invited
• [Presentation] Conformational Dynamics and Functions of Proteins in Crowded Cellular Environments (2023)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: BPS Thematic Meeting Hamburg
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 細胞内環境における蛋白質の構造・ダイナミクス・機能 (2023)
  • Author(s): 杉田有治
  • Organizer: 第22回日本蛋白質科学会年会
  • Invited
• [Presentation] Molecular dynamics simulation of large multi-component lipid bilayers in GENESIS using the iSoLF coarse-grained model (2023)
  • Author(s): Diego Ugarte, Shoji Takada, Yuji Sugita
  • Organizer: The 5th R-CCS International Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Extension of the Implicit Solvent Lipid Force Field, iSoLF, for the simulation of large multi-component lipidic systems using GENESIS (2023)
  • Author(s): Diego Ugarte, Shoji Takada, Yuji Sugita
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] タンパク質‐リガンド結合キネティクスに対する混雑環境効果の定量的解析 (2022)
  • Author(s): 笠原健人，昌山廉，沖田和也，松林伸幸
  • Organizer: 第23回理論化学討論会
• [Presentation] 溶媒和ダイナミクスを記述するためのエネルギー表示を用いた新規ダイナミクス理論の構築 (2022)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第23回理論化学討論会
• [Presentation] 共溶媒添加に伴うガン関連タンパク質 MDM2 のリガンド結合親和性変化の定量的評価 (2022)
  • Author(s): 古宮直樹，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第23回理論化学討論会
• [Presentation] 小分子の脂質膜透過過程に関する動力学解析 (2022)
  • Author(s): 松原優弥，昌山廉，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第23回理論化学討論会
• [Presentation] 雑環境がタンパク質_リガンド結合キネティクス に与える影響の分子動力学解析 (2022)
  • Author(s): 笠原健人，昌山廉，沖田和也，松林伸幸
  • Organizer: 第16回分子科学討論会
• [Presentation] 溶媒和ダイナミクス過程の記述に向けた エネルギー座標上の 新規拡散方程式理論の定式化 (2022)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第16回分子科学討論会
• [Presentation] 溶液統計力学と分子動力学に基づく分子会合過程の理論的解析 (2022)
  • Author(s): 笠原健人
  • Organizer: 第43回溶液化学シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 小分子の脂質膜透過過程におけるキネティクスの解析 (2022)
  • Author(s): 松原優弥，昌山廉，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第43回溶液化学シンポジウム
• [Presentation] 分子動力学に基づく混雑環境がタンパク質-リガンド結合に与える影響の速度論的解析 (2022)
  • Author(s): 笠原健人
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] タンパク質およびその多量体の共溶媒添加に伴う安定性変化のエネルギー解析 (2022)
  • Author(s): _田裕加, 笠原健人, 松林伸幸
  • Organizer: 第60回日本生物物理学会年会
• [Presentation] タンパク質_リガンド結合過程に対する 混雑環境効果の理論的解析 (2022)
  • Author(s): 笠原健人，昌山廉，沖田和也，松林伸幸
  • Organizer: 第36回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] 小分子の膜透過現象を記述する動力学理 論の開発 (2022)
  • Author(s): 松原優弥，昌山廉，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第36回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] ガン関連タンパク質 MDM2 のリガンド結 合能に対する共溶媒添加効果 (2022)
  • Author(s): 古宮直樹，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第36回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] エネルギー座標上の新規拡散方程式理論 を用いた溶媒和構造緩和過程の記述 (2022)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第36回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] タンパク質とその多量体の共溶媒添加効 果に対する自由エネルギー解析 (2022)
  • Author(s): _田裕加, 笠原健人, 松林伸幸
  • Organizer: 第36回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] タンパク質へのフォトクロミックリガン ドの結合に関する自由エネルギー解析 (2022)
  • Author(s): 昌山廉，笠原健人，小和田敏行，松井敏高，水上進，松林伸幸
  • Organizer: 第36回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] アスピリン結晶界面における吸着安定性 のエネルギー論的解析 (2022)
  • Author(s): 松村徹平, 笠原健人,松林伸幸
  • Organizer: 第36回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] Elucidating the host-guest binding based on molecular dynamics and diffusion-influenced reaction theory (2022)
  • Author(s): Kento Kasahara, Ren Masayama, Kazuya Okita, and Nobuyuki Matubayasi
  • Organizer: The 5th China-Japan-Korea Workshop on Theoretical and Computational Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] タンパク質－リガンド結合キネティクスの理論的解析 (2022)
  • Author(s): 笠原健人，昌山廉，沖田和也，松林伸幸
  • Organizer: 研究会「凝縮系の理論化学」
• [Presentation] エネルギー表示による新規拡散理論の構築と溶媒和ダイナミクスへの応用 (2022)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 研究会「凝縮系の理論化学」
• [Presentation] Residue-level coarse-grained models in GENESIS for large-scale molecular dynamics simulations (2022)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: ACS Spring 2022
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Multi-scale simulations of large biological systems on Fugaku (2022)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: R-CCS symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Reduced efficacy of a Src kinase inhibitor in crowded protein solution (2022)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: Prof. Sihyun Ham Memorial Symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] エネルギー表示の拡散方程式理論の開発 (2021)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第23回理論化学討論会
• [Presentation] 脂質膜の水素結合性に及ぼす塩効果の動力学解析 (2021)
  • Author(s): 長村悠平，渡邉望美，笠原健人，松林伸幸，馬越大
  • Organizer: 第23回理論化学討論会
• [Presentation] 分子動力学に基づく分子会合過程の理論的解析 (2021)
  • Author(s): 笠原健人
  • Organizer: 第1回溶液化学夏季講演会
  • Invited
• [Presentation] 再帰確率理論に立脚した分子会合過程の速度定数を計算する新規手法の開発 (2021)
  • Author(s): 昌山廉，沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第15回分子科学討論会
• [Presentation] エネルギー座標上における拡散方程式理論の開発 (2021)
  • Author(s): 沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第15回分子科学討論会
• [Presentation] 塩が脂質膜の水素結合性に及ぼす影響 (2021)
  • Author(s): 長村悠平，渡邉望美，笠原健人，松林伸幸，馬越大
  • Organizer: 第15回分子科学討論会
• [Presentation] ホスト－ゲスト分子会合過程の動力学解析 (2021)
  • Author(s): 笠原健人，昌山廉，沖田和也，松林伸幸
  • Organizer: 第43回溶液化学シンポジウム
• [Presentation] 再帰確率理論に基づくタンパク－リガンド結合過程の動力学解析 (2021)
  • Author(s): 昌山廉，沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第43回溶液化学シンポジウム
• [Presentation] 拡散理論に基づく分子会合キネティクスの 系統的解析 (2021)
  • Author(s): 笠原健人，昌山廉，沖田和也，松林伸幸
  • Organizer: 第35回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] エネルギー表示における拡散方程式理論を 用いた分子会合過程の記述 (2021)
  • Author(s): 沖田和也，昌山廉，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第35回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] 再帰確率理論を用いたタンパク－リガン ド結合過程におけるキネティクスの解析 (2021)
  • Author(s): 昌山廉，沖田和也，笠原健人，松林伸幸
  • Organizer: 第35回分子シミュレーション討論会
• [Presentation] Development of GENESIS MD software on Fugaku supercomputer for understanding large scale biomolecular phenomena in cellular environments (2021)
  • Author(s): Jaewoon Jung, Chigusa Kobayashi, Yuji Sugita
  • Organizer: Pachifichem symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] How macromolecular crowding environments affect protein-ligand binding kinetics and thermodynamics (2021)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: Pachifichem symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Molecular mechanisms for conformational changes and chemical reactions in the Ca2+-ATPase (2021)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: Pachifichem symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Mechanisms for conformational changes of proteins upon ligand bindings (2021)
  • Author(s): 杉田有治
  • Organizer: 第59回日本生物物理学会年会
  • Invited
• [Presentation] Parallel computing algorithms in molecular dynamics simulations for extremely large-scale biological systems (2021)
  • Author(s): Yuji Sugita
  • Organizer: HITS Colloquium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 理化学研究所開拓研究本部杉田理論分子科学研究室
  • URL: https://tms.riken.jp/