2024/12/12 更新

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写真a

モリ　トシフミ
森 俊文
MORI TOSHIFUMI
所属
先導物質化学研究所 分子集積化学部門 准教授
総合理工学府 総合理工学専攻（併任）
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
プロフィール
溶液内で分子は絶えず揺らぎ、様々な構造の間を行き来している。このような環境下で、有機化学反応や酵素反応は起こり、また高分子は立体構造を形成して機能を獲得する。実験からは直接見ることが困難なこのような多様な分子の動きを、当研究室では計算機によるシミュレーションを用いることで詳しく調べ、理解することを目標にしている。特に、ダイナミクスに着目することで、溶液内化学反応から、高分子の立体構造の形成過程、機能発現へといたる分子機構を明らかにする研究を進めている。同時に、この多様な過程を解析するために、理論化学の手法開発を行っている。これらの知見を蓄積することで、触媒・機能性高分子の改良への展開を目指す。
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研究分野

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学

  • ライフサイエンス / 生物物理学

学位

  • 博士（理学）

経歴

  • 九州大学 大学院総合理工学府 准教授

    2020年10月 - 現在

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  • 九州大学 先導物質化学研究所 分子集積化学部門 准教授

    2020年10月 - 現在

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  • 2008年4月 - 2010年3月 日本学術振興会特別研究員 (DC2) 2010年4月 - 2012年9月 Stanford大学 博士研究員 2012年10月 - 2013年11月 Wisconsin大学Madison校 博士研究員 （2013年4月 - 2013年11月 日本学術振興会海外特別研究員） 2013年12月 - 2020年9月 分子科学研究所 助教 2014年4月 - 2020年9月 総合研究大学院大学 助教

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ：物理化学

    研究キーワード：物理化学

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：構造ダイナミクス

    研究キーワード：構造ダイナミクス

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：反応ダイナミクス

    研究キーワード：反応ダイナミクス

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：分子シミュレーション

    研究キーワード：分子シミュレーション

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：フォールディング

    研究キーワード：フォールディング

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：Pin1

    研究キーワード：Pin1

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：KaiC

    研究キーワード：KaiC

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：生物物理

    研究キーワード：生物物理

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：酵素反応

    研究キーワード：酵素反応

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：量子化学

    研究キーワード：量子化学

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：理論化学

    研究キーワード：理論化学

    研究期間： 2024年

  • 研究テーマ：凝縮系における反応と機能発現に関わる機能ダイナミクスの分子起源

    研究キーワード：理論化学、分子シミュレーション、凝縮系反応、構造ダイナミクス

    研究期間： 2021年5月

受賞

  • 奨励賞

    2018年9月   分子科学会   気相および凝縮系における反応のダイナミクスの理論的解明

  • 若手招待講演賞

    2017年9月   日本生物物理学会   Pin1 の酵素反応におけるタンパク質ダイナミクスの重要性

  • 14th ICQC ポスター賞

    2012年6月   Beyond Minimum Energy Conical Intersections: Paths in Conical Intersection Seam Space and their Role in Nonadiabatic Dynamics

  • 第５回分子科学討論会優秀講演賞

    2011年9月   分子科学会   エチレンの光化学反応におけるRydberg状態の研究 ~第一原理計算によるダイナミクスと光イオン化スペクトルについて~

  • WATOC 2008 ポスター賞

    2008年9月   The Reaction of a Grignard Reagent with Acetone in Solution: A Theoretical Study

論文

  • Molecular Insights into the Intrinsic Dynamics and Their Roles During Catalysis in Pin1 Peptidyl-prolyl Isomerase 査読 国際誌

    森 俊文, 斉藤 真司

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   126 ( 28 )   5185 - 5193   2022年7月   （ ISSN:15206106 eISSN:15205207 ）

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society  

    Proteins are intrinsically dynamic and change conformations over a wide range of time scales. While the conformational dynamics have been realized to be important for protein functions, e.g., in activity-stability trade-offs, how they play a role during enzyme catalysis has been of debate over decades. By studying Pin1 peptidyl-prolyl isomerase using extensive molecular dynamics simulations, here we discuss how the slow intrinsic dynamics of Pin1 observed in the NMR relaxation dispersion experiment occur and couple to isomerization reactions in molecular detail. In particular, we analyze the angular correlation functions of the backbone N-H bonds and find that slow conformational transitions occur at about the 310 helix in the apo state. These events at the helical region further affect the residues at about the ligand binding site. Unfolding of this helix leads to a tight hydrogen bond between the helical region and the ligand binding loop, thus forming a stable coiled structure. The helical and coiled structures are found to be characteristic of the Pin1-ligand complex with the ligand in the trans and cis states, respectively. These results indicate that the changes in the slow dynamics of Pin1 by the isomerization reaction occur via the shift in populations of the helical and coiled states, where the balance is dependent on the ligand isomerization states.

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.2c02095

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    リポジトリ公開URL： https://hdl.handle.net/2324/6789517

  • Conformational Excitation and Nonequilibrium Transition Facilitate Enzymatic Reactions: Application to Pin1 Peptidyl-Prolyl Isomerase 査読 国際誌

    Toshifumi Mori, Shinji Saito

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS   10 ( 3 )   474 - 480   2019年2月

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Conformational Excitation and Nonequilibrium Transition Facilitate Enzymatic Reactions: Application to Pin1 Peptidyl-Prolyl Isomerase

    DOI： 10.1021/acs.jpclett.8b03607

  • Mechanistic insights into the role of cyclodextrin in the regioselective radical C-H trifluoromethylation of aromatic compounds 査読

    Kawashima, K; Lu, X; Kuninobu, Y; Mori, T

    JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY   45 ( 25 )   2112 - 2118   2024年9月   （ ISSN:0192-8651 eISSN:1096-987X ）

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Computational Chemistry  

    The regioselective radical C-H trifluoromethylation of aromatic compounds have been shown to proceed in good yield and high regioselectivity when cyclodextrin (CD) is present. Yet, the reaction mechanism and the role of CD during the reaction have remained obscure. To this end, here we performed density functional theory (DFT) calculations to the conformations obtained by semiempirical quantum mechanical molecular dynamics calculations to reveal the reaction mechanism and the role of CD in controlling regioselectivity. The results show that metal salt increases the yield but do not affect the regioselectivity, which we further confirmed by an experiment. In contrast, multiple CD-substrate complex conformations and reaction pathways were obtained, and CD was shown to contribute to improving the regioselectivity by stabilizing the intermediate state via encapsulation. The present study indicates that CDs can increase the regioselectivity by stabilizing the intermediate and product states while only marginally affecting the transition state.

    DOI： 10.1002/jcc.27430

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  • Aggregation of Apo/Glycated Human Serum Albumins and Aptamer-Saturated Graphene Quantum Dot: A Simulation Study 査読

    Sittiwanichai, S; Archapraditkul, C; Japrung, D; Shigeta, Y; Mori, T; Pongprayoon, P

    BIOCHEMISTRY   63 ( 13 )   1697 - 1707   2024年6月   （ ISSN:0006-2960 eISSN:1520-4995 ）

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Biochemistry  

    Human serum albumin (HSA) is a protein carrier that transports a wide range of drugs and nutrients. The amount of glycated HSA (GHSA) is used as a diabetes biomarker. To quantify the GHSA amount, the fluorescent graphene-based aptasensor has been a successful method. In aptasensors, the key mechanism is the adsorption/desorption of albumin from the aptamer-graphene complex. Recently, the graphene quantum dot (GQD) has been reported to be an aptamer sorbent. Due to its comparable size to aptamers, it is attractive enough to explore the possibility of GQD as a part of an albumin aptasensor. Therefore, molecular dynamics (MD) simulations were performed here to reveal the binding mechanism of albumin to an aptamer-GQD complex in molecular detail. GQD saturated by albumin-selective aptamers (GQDA) is studied, and GHSA and HSA are studied in comparison to understand the effect of glycation. Fast and spontaneous albumin-GQDA binding was observed. While no specific GQDA-binding site on both albumins was found, the residues used for binding were confined to domains I and III for HSA and domains II and III for GHSA. Albumins were found to bind preferably to aptamers rather than to GQD. Lysines and arginines were the main contributors to binding. We also found the dissociation of GLC from all GHSA trajectories, which highlights the role of GQDA in interfering with the ligand binding affinity in Sudlow site I. The binding of GQDA appears to impair albumin structure and function. The insights obtained here will be useful for the future design of diabetes aptasensors.

    DOI： 10.1021/acs.biochem.4c00155

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  • Unveiling interatomic distances influencing the reaction coordinates in alanine dipeptide isomerization: An explainable deep learning approach 査読

    Okada, K; Kikutsuji, T; Okazaki, KI; Mori, T; Kim, K; Matubayasi, N

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   160 ( 17 )   2024年5月   （ ISSN:0021-9606 eISSN:1089-7690 ）

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Chemical Physics  

    The present work shows that the free energy landscape associated with alanine dipeptide isomerization can be effectively represented by specific interatomic distances without explicit reference to dihedral angles. Conventionally, two stable states of alanine dipeptide in vacuum, i.e., C7eq (β-sheet structure) and C7ax (left handed α-helix structure), have been primarily characterized using the main chain dihedral angles, φ (C-N-Cα-C) and ψ (N-Cα-C-N). However, our recent deep learning combined with the “Explainable AI” (XAI) framework has shown that the transition state can be adequately captured by a free energy landscape using φ and θ (O-C-N-Cα) [Kikutsuji et al., J. Chem. Phys. 156, 154108 (2022)]. In the perspective of extending these insights to other collective variables, a more detailed characterization of the transition state is required. In this work, we employ interatomic distances and bond angles as input variables for deep learning rather than the conventional and more elaborate dihedral angles. Our approach utilizes deep learning to investigate whether changes in the main chain dihedral angle can be expressed in terms of interatomic distances and bond angles. Furthermore, by incorporating XAI into our predictive analysis, we quantified the importance of each input variable and succeeded in clarifying the specific interatomic distance that affects the transition state. The results indicate that constructing a free energy landscape based on the identified interatomic distance can clearly distinguish between the two stable states and provide a comprehensive explanation for the energy barrier crossing.

    DOI： 10.1063/5.0203346

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  • Carbamoylarylation of Alkenes with N-Aryl Oxamic Acids Involving 1,4-Aryl Migration Via C(aryl)–N Bond Cleavage 査読

    Shiozuka, A; Wu, D; Kawashima, K; Mori, T; Sekine, K; Kuninobu, Y

    ACS CATALYSIS   14 ( 8 )   5972 - 5977   2024年4月   （ ISSN:2155-5435 ）

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ACS Catalysis  

    We report carbamoylarylation of alkenes using N-aryl oxamic acid derivatives under visible-light irradiation. Reactions of alkenes with carbamoyl radicals generated using N-aryl oxamic acid derivatives to afford Giese-type products or 3,4-dihydroquinolin-2(1H)-ones via ortho-radical addition to an aryl amide moiety have been previously reported. However, this study reveals that the introduction of a removable bulky group onto the nitrogen atom of N-aryl oxamic acids facilitates the radical addition of carbamoyl radicals to alkenes, resulting in 1,4-aryl migration via C(aryl)-N bond cleavage, thus affording arylpropanamides. Various alkenes, such as acrylic acid and styrene derivatives, are successfully applied to the synthesis of a variety of arylpropanamide derivatives, including 1,4-dicarbonyl amides, forming two C-C bonds.

    DOI： 10.1021/acscatal.4c00523

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  • The priming phosphorylation of KaiC is activated by the release of its autokinase autoinhibition

    Yoshihiko Furuike, Yasuhiro Onoue, Shinji Saito, Toshifumi Mori, Shuji Akiyama

    2024年3月

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    担当区分：責任著者  

    DOI： 10.1101/2024.03.21.584037

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  • Conformational Dynamics in Proteins: Entangled Slow Fluctuations and Nonequilibrium Reaction Events 招待 査読

    Ono, J; Matsumura, Y; Mori, T; Saito, S

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   128 ( 1 )   20 - 32   2023年12月   （ ISSN:1520-6106 eISSN:1520-5207 ）

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Physical Chemistry B  

    Proteins exhibit conformational fluctuations and changes over various time scales, ranging from rapid picosecond-scale local atomic motions to slower microsecond-scale global conformational transformations. In the presence of these intricate fluctuations, chemical reactions occur and functions emerge. These conformational fluctuations of proteins are not merely stochastic random motions but possess distinct spatiotemporal characteristics. Moreover, chemical reactions do not always proceed along a single reaction coordinate in a quasi-equilibrium manner. Therefore, it is essential to understand spatiotemporal conformational fluctuations of proteins and the conformational change processes associated with reactions. In this Perspective, we shed light on the complex dynamics of proteins and their role in enzyme catalysis by presenting recent results regarding dynamic couplings and disorder in the conformational dynamics of proteins and rare but rapid enzymatic reaction events obtained from molecular dynamics simulations.

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.3c05307

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  • Tuning the ATP–ATP and ATP–disordered protein interactions in high ATP concentration by altering water models 査読 国際誌

    森 俊文, 吉田 紀生

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   159 ( 3 )   035102-1 - 035102-11   2023年7月   （ ISSN:00219606 eISSN:10897690 ）

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing  

    The adenosine triphosphate (ATP)-protein interactions have been of great interest since the recent experimental finding of ATP’s role as a hydrotrope. The interaction between ATP and disordered proteins is fundamental to the dissolution of protein aggregates and the regulation of liquid-liquid phase separation by ATP. Molecular dynamics simulation is a powerful tool for analyzing these interactions in molecular detail but often suffers from inaccuracies in describing disordered proteins and ATPs in high concentrations. Recently, several water models have been proposed to improve the description of the protein-disordered states, yet how these models work with ATP has not been explored. To this end, here, we study how water models affect ATP and alter the ATP-ATP and ATP-protein interactions for the intrinsically disordered protein, α-Synuclein. Three water models, TIP4P-D, OPC, and TIP3P, are compared, while the protein force field is fixed to ff99SBildn. The results show that ATP over-aggregates into a single cluster in TIP3P water, but monomers and smaller clusters are found in TIP4P-D and OPC waters. ATP-protein interaction is also over-stabilized in TIP3P, whereas repeated binding/unbinding of ATP to α-Synuclein is observed in OPC and TIP4P-D waters, which is in line with the recent nuclear magnetic resonance experiment. The adenine ring-mediated interaction is found to play a major role in ATP-ATP and ATP-protein contacts. Interestingly, changing Mg2+ into Na+ strengthened the electrostatic interaction and promoted ATP oligomerization and ATP-α-Synuclein binding. Overall, this study shows that changing the water model can be an effective approach to improve the properties of ATP in high concentration.

    DOI： 10.1063/5.0158046

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    リポジトリ公開URL： https://hdl.handle.net/2324/7159646

  • Structural and Dynamic Alteration of Glycated Human Serum Albumin in Schiff Base and Amadori Adducts: A Molecular Simulation Study 査読

    森 俊文

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   127 ( 23 )   5230 - 5240   2023年6月   （ ISSN:15206106 eISSN:15205207 ）

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society  

    Human serum albumin (HSA) is a protein carrier in blood transporting metabolites and drugs. Glycated HSA (GHSA) acts as a potential biomarker for diabetes. Thus, many attempts have been made to detect GHSA. Glycation was reported to damage the structure and ligand binding capability, where no molecular detail is available. Recently, the crystal structure of GHSA has been solved, where two glucose isomers (pyranose/GLC and open-chain/GLO) are located at Sudlow’s site I. GLO was found to covalently bind to K195, while GLC is trapped by noncontact interactions. GHSA exists in two forms (Schiff base (SCH) and Amadori (AMA) adducts), but how both disrupt albumin activity microscopically remains unknown. To this end, molecular dynamics simulations were performed here to explore the nature of SCH and AMA. Both forms are found to alter the main protein dynamics, resulting in (i) the widening of Sudlow’s site I entrance, (ii) the size reduction of nine fatty acid-binding pockets, (iii) the enlargement of Sudlow’s site I and the shrinking of Sudlow’s site II, (iv) the enhancement of C34 reactivity, and (v) the change in the W214 microenvironment. These unique characteristics found here can be useful for understanding the effect of glycation on the albumin function in more detail and designing specific and selective GHSA detection strategies.

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.3c02048

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    リポジトリ公開URL： https://hdl.handle.net/2324/7159643

  • Bifunctional 1-Hydroxypyrene Photocatalyst for Hydrodesulfurization via Reductive C(Aryl)–S Bond Cleavage 査読

    Wu, D; Shiozuka, A; Kawashima, K; Mori, T; Sekine, K; Kuninobu, Y

    ORGANIC LETTERS   25 ( 18 )   3293 - 3297   2023年5月   （ ISSN:1523-7060 eISSN:1523-7052 ）

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Organic Letters  

    We developed the visible-light-induced hydrodesulfurization of alkyl aryl thioethers via the reductive cleavage of the C(aryl)-S bond using 1-hydroxypyrene as a Brønsted acid-reductant bifunctional photocatalyst. The hydrodesulfurization reaction proceeded under simple reaction conditions (1-hydroxypyrene and Et3N in THF under purple LED illumination); this reaction did not require chemicals commonly used for hydrodesulfurization, such as hydrosilanes, transition metal catalysts, and/or stoichiometric amounts of metal reagents. Detailed mechanistic studies based on control experiments, spectroscopic measurements, and computational studies revealed that the cleavage of the C(aryl)-S bond and the formation of the C(aryl)-H bond proceeded via the formation of the ion pair between the radical anion of alkyl aryl thioether and Et3N+H, resulting in the generation of a sulfur radical. In addition, the 1-hydroxypyrene catalyst was regenerated via hydrogen atom transfer (HAT) from Et3N.

    DOI： 10.1021/acs.orglett.3c01061

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  • Near‐Infrared and Dual Emissions of Diphenylamino Group‐Substituted Malachite Green Derivatives 査読

    Mori, T; Sekine, K; Kawashima, K; Mori, T; Kuninobu, Y

    EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY   2022 ( 31 )   2022年8月   （ ISSN:1434-193X eISSN:1099-0690 ）

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：European Journal of Organic Chemistry  

    Novel triarylmethanols and triarylmethyl cations with diphenylamino groups were designed and synthesized. The triarylmethyl cations exhibited near-infrared (NIR) emission in toluene solution, solid film state, and polystyrene (PS) film. The emission intensities of the triarylmethyl cations were strongest in the PS film. The relative quantum yield of the PS film increased as the number of diphenylamino groups increased. In addition, triarylmethanols exhibit dual emission in their aggregated state owing to the intermolecular interactions between triphenyl amine moieties and/or hydroxy groups. These findings are interesting because NIR and dual emissions are not observed in the dimethylamino group-substituted triarylmethyl cation, which is referred to as the “malachite green,” and the corresponding triarylmethanol, respectively.

    DOI： 10.1002/ejoc.202200873

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  • Photoinduced Divergent Deaminative Borylation and Hydrodeamination of Primary Aromatic Amines

    塩塚 朗, 関根 康平, 土岐 拓未, 川島 恭平, 森 俊文, 國信 洋一郎

    ORGANIC LETTERS   24 ( 23 )   4281 - 4285   2022年6月   （ ISSN:15237060 eISSN:15237052 ）

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)  

    We have developed the divergent deaminative borylation and hydrodeamination of primary aromatic amines using bis(pinacolato)diboron. These transformations can be switched by the reaction conditions. Mechanistic and computational studies have suggested that the cleavage of the C-N bond and the formation of C-B bond are unlikely to involve free aryl radical intermediates. However, hydrodeamination is shown to proceed via hydrogen atom transfer between the corresponding aryl radical and an ethereal solvent.

    DOI： 10.1021/acs.orglett.2c01663

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  • Explaining reaction coordinates of alanine dipeptide isomerization obtained from deep neural networks using Explainable Artificial Intelligence (XAI) 査読 国際誌

    菊辻 卓真, 森 勇介, 岡崎 圭一, 森 俊文, 松林 伸幸

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   156 ( 15 )   154108 - 154108   2022年4月   （ ISSN:00219606 eISSN:10897690 ）

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing  

    A method for obtaining appropriate reaction coordinates is required to identify transition states distinguishing the product and reactant in complex molecular systems. Recently, abundant research has been devoted to obtaining reaction coordinates using artificial neural networks from deep learning literature, where many collective variables are typically utilized in the input layer. However, it is difficult to explain the details of which collective variables contribute to the predicted reaction coordinates owing to the complexity of the nonlinear functions in deep neural networks. To overcome this limitation, we used Explainable Artificial Intelligence (XAI) methods of the Local Interpretable Model-agnostic Explanation (LIME) and the game theory-based framework known as Shapley Additive exPlanations (SHAP). We demonstrated that XAI enables us to obtain the degree of contribution of each collective variable to reaction coordinates that is determined by nonlinear regressions with deep learning for the committor of the alanine dipeptide isomerization in vacuum. In particular, both LIME and SHAP provide important features to the predicted reaction coordinates, which are characterized by appropriate dihedral angles consistent with those previously reported from the committor test analysis. The present study offers an AI-aided framework to explain the appropriate reaction coordinates, which acquires considerable significance when the number of degrees of freedom increases.

    DOI： 10.1063/5.0087310

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    リポジトリ公開URL： http://hdl.handle.net/2324/4785205

  • Learning reaction coordinates via cross-entropy minimization: Application to alanine dipeptide 査読

    Yusuke Mori, Kei-ichi Okazaki, Toshifumi Mori, Kang Kim, Nobuyuki Matubayasi

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   153 ( 5 )   2020年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/5.0009066

  • Dissecting the Dynamics during Enzyme Catalysis: A Case Study of Pin1 Peptidyl-Prolyl Isomerase 査読

    Toshifumi Mori, Shinji Saito

    JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION   16 ( 5 )   3396 - 3407   2020年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jctc.9b01279

  • Excited state non-adiabatic dynamics of the smallest polyene, trans 1,3-butadiene. II. Ab initio multiple spawning simulations 査読

    Journal of Chemical Physics   148 ( 16 )   164303   2018年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.5018130

  • Excited state non-adiabatic dynamics of the smallest polyene, trans 1,3-butadiene. I. Time-resolved photoelectron-photoion coincidence spectroscopy. 査読

    The Journal of chemical physics   148 ( 16 )   164302   2018年4月

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    記述言語：その他  

    Excited state non-adiabatic dynamics of the smallest polyene, trans 1,3-butadiene. I. Time-resolved photoelectron-photoion coincidence spectroscopy.

    DOI： 10.1063/1.5016452

  • Structure and dynamics of solvent molecules inside the polytheonamide B channel in different environments: A molecular dynamics study 査読

    Mahroof Kalathingal, Takashi Sumikama, Toshifumi Mori, Shigetoshi Oiki, Shinji Saito

    Physical Chemistry Chemical Physics   20 ( 5 )   3334 - 3348   2018年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c7cp06299k

  • The critical role of dimer formation in monosaccharides binding to human serum albumin 査読

    Prapasiri Pongprayoon, Toshifumi Mori

    Physical Chemistry Chemical Physics   20 ( 5 )   3249 - 3257   2018年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c7cp06324e

  • Molecular Mechanism Behind the Fast Folding/Unfolding Transitions of Villin Headpiece Subdomain: Hierarchy and Heterogeneity 査読

    Toshifumi Mori, Shinji Saito

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   120 ( 45 )   11683 - 11691   2016年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.6b08066

  • 3D-RISM-MP2 Approach to Hydration Structure of Pt(II) and Pd(II) Complexes: Unusual H-Ahead Mode vs Usual O-Ahead One 査読

    Shinji Aono, Toshifumi Mori, Shigeyoshi Sakaki

    JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION   12 ( 3 )   1189 - 1206   2016年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jctc.5b01137

  • Atomic-scale origins of slowness in the cyanobacterial circadian clock 査読

    Jun Abe, Takuya B. Hiyama, Atsushi Mukaiyama, Seyoung Son, Toshifumi Mori, Shinji Saito, Masato Osako, Julie Wolanin, Eiki Yamashita, Takao Kondo, Shuji Akiyama

    SCIENCE   349 ( 6245 )   312 - 316   2015年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1126/science.1261040

  • Dynamic heterogeneity in the folding/unfolding transitions of FiP35 査読

    Toshifumi Mori, Shinji Saito

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   142 ( 13 )   135101   2015年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.4916641

  • Molecular Simulation of Water and Hydration Effects in Different Environments: Challenges and Developments for DFTB Based Models 査読

    Puja Goyal, Hu-Jun Qian, Stephan Irle, Xiya Lu, Daniel Roston, Toshifumi Mori, Marcus Elstner, Qiang Cui

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   118 ( 38 )   11007 - 11027   2014年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp503372v

  • Integrated Hamiltonian Sampling: A Simple and Versatile Method for Free Energy Simulations and Conformational Sampling 査読

    Toshifumi Mori, Robert J. Hamers, Joel A. Pedersen, Qiang Cui

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   118 ( 28 )   8210 - 8220   2014年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp501339t

  • Photochemical Dynamics of Ethylene Cation C2H4+ 査読

    Baptiste Joalland, Toshifumi Mori, Todd J. Martinez, Arthur G. Suits

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS   5 ( 8 )   1467 - 1471   2014年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jz500352x

  • An Explicit Consideration of Desolvation is Critical to Binding Free Energy Calculations of Charged Molecules at Ionic Surfaces 査読

    Toshifumi Mori, Robert J. Hamers, Joel A. Pedersen, Qiang Cui

    JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION   9 ( 11 )   5059 - 5069   2013年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/ct400487e

  • Exploring the Conical Intersection Seam: The Seam Space Nudged Elastic Band Method. 査読

    Journal of chemical theory and computation   9 ( 2 )   1155 - 1163   2013年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Exploring the Conical Intersection Seam: The Seam Space Nudged Elastic Band Method.

    DOI： 10.1021/ct300892t

  • Between ethylene and polyenes - the non-adiabatic dynamics of cis-dienes 査読

    Thomas S. Kuhlman, William J. Glover, Toshifumi Mori, Klaus B. Moller, Todd J. Martinez

    FARADAY DISCUSSIONS   157   193 - 212   2012年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c2fd20055d

  • Role of Rydberg States in the Photochemical Dynamics of Ethylene 査読

    Toshifumi Mori, William J. Glover, Michael S. Schuurman, Todd J. Martinez

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A   116 ( 11 )   2808 - 2818   2012年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp2097185

  • Conical intersections of free energy surfaces in solution: Effect of electron correlation on a protonated Schiff base in methanol solution 査読

    Toshifumi Mori, Katsuhiro Nakano, Shigeki Kato

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   133 ( 6 )   064107   2010年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.3472033

  • Dynamic electron correlation effect on conical intersections in photochemical ring-opening reaction of cyclohexadiene: MS-CASPT2 study 査読

    Toshifumi Mori, Shigeki Kato

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   476 ( 1-3 )   97 - 100   2009年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2009.05.067

  • Grignard Reagents in Solution: Theoretical Study of the Equilibria and the Reaction with a Carbonyl Compound in Diethyl Ether Solvent 査読

    Toshifumi Mori, Shigeki Kato

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A   113 ( 21 )   6158 - 6165   2009年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jp9009788

  • Analytical RISM-MP2 free energy gradient method: Application to the Schlenk equilibrium of Grignard reagent 査読

    Toshifumi Mori, Shigeki Kato

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   437 ( 1-3 )   159 - 163   2007年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cplett.2007.02.018

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講演・口頭発表等

  • Dissecting the heterogeneous dynamics of proteins during folding and catalysis 招待 国際会議

    Toshifumi Mori

    Telluride Science Research Center Protein Dynamics Workshop 2023  2023年7月 

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    開催年月日： 2023年7月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：アメリカ合衆国  

  • Role of dynamics in conformational transitions and functions of biomolecules 招待

    2022年3月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

  • Theoretical study on the role of dynamics during enzyme catalysis 招待 国際会議

    Toshifumi Mori

    Pure and Applied Chemistry International Conference 2024  2024年1月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2024年1月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：タイ王国  

  • Theoretical study on the role of dynamics during enzyme catalysis 招待

    Toshifumi Mori

    Pure and Applied Chemistry International Conference 2024  2024年1月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2024年1月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 深層学習モデルのハイパーパラメータチューニングによる溶液内反応の反応座標探索

    #佐藤拓海, 川島恭平, @岡崎 圭一, @金 鋼, @松林 伸幸, 森 俊文

    第37回分子シミュレーション討論会  2023年4月 

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    開催年月日： 2023年12月

    記述言語：日本語  

    開催地：福井県福井市   国名：日本国  

  • 高濃度ATPの自己会合とATP-タンパク質相互作用に水モデルが与える影響の理論解析

    森 俊文, @吉田 紀生

    第17回分子科学討論会  2023年9月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：大阪府豊中市   国名：日本国  

  • Theoretical study on the role of protein conformational dynamics during enzyme catalysis 招待 国際会議

    2023年9月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

  • Theoretical study on the role of protein conformational dynamics during enzyme catalysis 招待

    森 俊文

    令和5年度化学系学協会東北大会および日本化学会東北支部80周年記念国際会議;物理化学コロキウム  2023年9月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Bridging the gap between static and dynamic reaction mechanisms in enzyme catalysis 招待 国際会議

    Toshifumi Mori

    Multi-scale Molecular Dynamics Simulation and Machine Learning of Biomolecular Systems Workshop  2023年8月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年8月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

  • Bridging the gap between static and dynamic reaction mechanisms in enzyme catalysis 招待

    Toshifumi Mori

    Multi-scale Molecular Dynamics Simulation and Machine Learning of Biomolecular Systems Workshop  2023年8月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年8月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Dissecting the heterogeneous dynamics of proteins during folding and catalysis 招待

    Toshifumi Mori

    Telluride Science Research Center Workshop on Protein Dynamics  2023年7月 

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    開催年月日： 2023年7月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • タンパク質の変性状態に対する溶媒環境の影響の理論的解析 招待

    森 俊文

    「凝縮系の理論化学」研究会  2023年3月 

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    開催年月日： 2023年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：沖縄   国名：日本国  

  • 酵素反応における反応ダイナミクスと反応座標の解明

    森 俊文

    第36回分子シミュレーション討論会  2022年12月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：東京   国名：日本国  

  • Elucidating the Role of Dynamics During Enzyme Catalysis using Molecular Simulations 招待 国際会議

    Toshifumi Mori

    7th International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University  2022年12月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

    Elucidating the Role of Dynamics During Enzyme Catalysis using Molecular Simulations Toshifumi Mori 7th International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University

  • Elucidating the Role of Dynamics During Enzyme Catalysis using Molecular Simulations 招待

    Toshifumi Mori

    7th International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University  2022年12月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • タンパク質の変性状態における構造ダイナミクスと溶媒環境依存性の理論的解析 招待

    森 俊文

    第60回日本生物物理学会年会  2022年9月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：北海道   国名：日本国  

  • タンパク質の変性状態における構造ダイナミクスと溶媒環境依存性の理論的解析 招待

    森 俊文

    第60回日本生物物理学会年会;「動的溶液環境が駆動するタンパク質凝集」シンポジウム  2022年9月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年9月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 凝縮系反応の動的機構と反応座標の理論的解明 招待

    森 俊文

    「化学反応経路探索のニューフロンティア 2022」シンポジウム  2022年9月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：神奈川   国名：日本国  

  • 凝縮系反応の動的機構と反応座標の理論的解明 招待

    森 俊文

    「化学反応経路探索のニューフロンティア 2022」シンポジウム  2022年9月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 生体分子の状態遷移と機能の動力学 招待

    森 俊文

    日本化学会第102春季大会;アジア国際シンポジウム―物理化学ディビジョン  2022年3月 

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    開催年月日： 2022年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 生体分子の動的構造と機能発現機構の理論的解明 招待

    森 俊文

    京都大学福井謙一記念研究センターオンラインシンポジウム  2022年1月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年1月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：オンライン   国名：日本国  

  • 生体分子の動的構造と機能発現機構の理論的解明 招待

    森 俊文

    京都大学福井謙一記念研究センターオンラインシンポジウム  2022年1月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年1月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 哺乳類メラノプシンと特異的アンタゴニストとの相互作用の生化学的・理論的解析(Biochemical and computational analyses of interactions between mammalian melanopsins and a specific antagonist)

    Obayashi Kohei, Zou Ruisi, Mori Toshifumi, Tsukamoto Hisao

    生物物理  2023年10月  (一社)日本生物物理学会

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    記述言語：英語  

  • 動的溶液環境が駆動するタンパク質凝集　タンパク質の変性状態における構造ダイナミクスと溶媒環境依存性の理論的解析(Theoretical study on the conformational dynamics of proteins in disordered states under different solvent environments)

    Mori Toshifumi

    生物物理  2022年8月  (一社)日本生物物理学会

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    記述言語：英語  

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MISC

  • 最近の研究から「酵素反応の静的・動的分子構造の解明に向けて」

    @森 俊文

    分子シミュレーション学会会誌「アンサンブル」   2021年4月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    酵素の構造揺らぎは酵素反応の活性に重要であるが，実際に酵素の運動が化学反応にどのように関与するのかは明らかでない．我々は，プロリン異性化酵素Pin1が触媒する異性化反応の静的（自由エネルギー面上の反応経路）および動的（遷移経路）機構の解析を行い，2つの経路の違いと構造励起状態の重要性を見出してきた．今回，交差エントロピーの最小化法を用いて2つの反応経路を特徴づける反応座標を調べた．その結果，静的な反応経路では様々な基質−酵素相互作用が関与しているのに対して，遷移経路では局所的な座標が顕著な寄与を果たしていることが分かり，2つの経路の違いを特徴づける分子機構が見えた．

所属学協会

  • 分子科学会

  • 日本生物物理学会

  • 分子シミュレーション学会

委員歴

  • 分子科学会   顕彰委員会委員   国内

    2022年10月 - 2024年9月   

学術貢献活動

  • 分子シミュレーション学会会誌「アンサンブル」

    2023年1月 - 2026年12月

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    種別：学会・研究会等 

  • ポスター賞代表選考委員（「液相および生体関連分子」分野）

    第15回分子科学討論会  （ オンライン（札幌） ） 2021年9月 - 2022年9月

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    種別：大会・シンポジウム等 

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • キラルカラムクロマトグラフィーの分子機構の理論的解明と機能予測モデルの構築

    研究課題/領域番号：24K21756  2024年6月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    森 俊文, 井川 和宣

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    資金種別：科研費

    キラリティを持つ分子とその鏡像異性体の分離は創薬や有機合成など多くの分野で不可欠であり、キラルカラムを用いた高速液体クロマトグラフィーが広く利用されている。ところが、キラルカラムとして用いられる高分子は構造が柔軟であり、吸着過程で見られるキラル分子との分子間相互作用は複雑となるため、分子レベルでのクロマトグラフィーの仕組みの理解は遅れている。本研究では、キラルカラムに対する分子シミュレーション手法を確立し、キラルカラムとキラル分子の間のダイナミックな分子間相互作用を明らかにすることで、キラルカラムクロマトグラフィーの原理解明と機能予測モデルを構築することを目指す。

    CiNii Research

  • 酵素反応の動的反応理論の開拓

    研究課題/領域番号：23KK0254  2024年 - 2026年

    科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

    森 俊文

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    資金種別：科研費

    本研究課題では、基課題で見出した酵素の構造励起状態を含む多様な状態遷移ダイナミクスと化学反応がおりなす酵素反応の動的機構を定量的に記述する理論を確立し、この機構を実験的に検証するための共同研究基盤の構築を目指す。そのために、動的機構を扱う速度論モデルの開発と、これを実験的に観測するための解析法の開発および実験グループとの共同研究ネットワークの構築を行う。これまでの酵素反応の理論研究は自由エネルギー経路や自由エネルギー障壁の見積もりなど静的側面に主眼が置かれたものがほとんどであり、本研究により動的側面に着目した新たな理論・実験基盤を確立することを目指す。

    CiNii Research

  • 酵素の構造ダイナミクスと活性制御の分子機構の理論的解明

    研究課題/領域番号：23K23303  2022年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    森 俊文

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    資金種別：科研費

    酵素の高い基質特異性および反応性には、個々の酵素に固有の立体構造が重要であるが、同時に構造揺らぎや遅い状態遷移といった構造ダイナミクスも、活性を向上する上で重要となる。このような酵素の動的特性は、好冷菌などで見られる活性の特異的な温度依存性や、時計タンパク質KaiCの温度補償性の実現にも寄与していると考えられる。本研究では、酵素の状態遷移過程と反応遷移経路の理論計算に基づき反応の動的機構を解明するための新たな理論的枠組みを構築する。この理論を用いて、酵素反応における活性の特異的な温度依存性や温度補償性の分子起源を明らかにする。

    CiNii Research

  • 酵素の構造ダイナミクスと活性制御の分子機構の理論的解明

    研究課題/領域番号：22H02035  2022年 - 2025年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    担当区分：研究代表者  資金種別：科研費

  • 令和４年度学術研究活動助成事業

    2022年

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    資金種別：寄附金

  • キラル分子を光学活性体として得る革新的手法DYASINの開発

    研究課題/領域番号：20H05677  2020年 - 2025年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    友岡 克彦, 青木 百合子, 入江 亮, 浅野 周作, 森 俊文, 井川 和宣, 中崎 敦夫

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    担当区分：研究分担者  資金種別：科研費

    本研究では，キラル分子を光学活性体として調製するための新手法として動的不斉誘起法［DYASIN(ダイアシン): dynamic asymmetric induction］を開拓する．本法ではラセミ体の動的キラル分子にキラル固体などの外的キラル因子を混ぜて放置するだけで不斉誘起がおこり光学活性体が得られる．また，DYASINで得られた光学活性な動的キラル分子を立体選択的に変換することで多様な静的キラル分子が光学活性体として得られる．本研究ではDYASINの原理探求，汎用化，実用化を目指す．

    CiNii Research

  • 酵素反応の動的機構の理論的解明

    研究課題/領域番号：18K05049  2018年 - 2020年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分：研究代表者  資金種別：科研費

  • タンパク質の構造変化と化学反応が織り成す協働的な反応機構の解明

    研究課題/領域番号：16H00856  2016年 - 2017年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  新学術領域研究（研究領域提案型）

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    担当区分：研究代表者  資金種別：科研費

  • タンパク質の動的構造と機能発現ダイナミクスの分子論的解明

    研究課題/領域番号：15K17813  2015年 - 2017年

    科学研究費助成事業  若手研究(A,B)

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    担当区分：研究代表者  資金種別：科研費

  • 天然変性タンパク質の動的構造と機能発現機構の分子論的解明

    研究課題/領域番号：26888019  2014年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

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    担当区分：研究代表者  資金種別：科研費

  • 溶液内における有機金属反応の理論的研究

    研究課題/領域番号：08J01112  2008年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

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    資金種別：科研費

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担当授業科目

  • 計算化学

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • 総合理工学修士実験

    2023年4月 - 2024年3月   通年

  • 総合理工学修士演習

    2023年4月 - 2024年3月   通年

  • 総合理工学修士演習

    2023年4月 - 2024年3月   通年

  • 機能有機化学

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • 計算化学

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • 総合理工学修士演習

    2022年4月 - 2023年3月   通年

  • 総合理工学修士実験

    2022年4月 - 2023年3月   通年

  • 機能有機化学

    2022年4月 - 2022年6月   春学期

  • 有機機器分析

    2022年4月 - 2022年6月   春学期

  • 計算化学

    2021年6月 - 2021年8月   夏学期

  • 機能有機化学

    2021年4月 - 2021年6月   春学期

  • 有機機器分析

    2021年4月 - 2021年6月   春学期

  • 機能有機化学

    2020年10月 - 2021年3月   後期

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FD参加状況

  • 2022年1月   役割：参加   名称：先導研FD

    主催組織：部局

  • 2021年1月   役割：講演   名称：先導物質化学研究所　R2年度 第一回ファカルティディベロップメント

    主催組織：部局

他大学・他機関等の客員・兼任・非常勤講師等

  • 2022年  奈良先端科学技術大学院大学  区分:非常勤講師  国内外の区分:国内 

    学期、曜日時限または期間：12月

社会貢献活動

  • 出前授業（甲山中学校・3年生）

    役割：講師

    2015年11月

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    種別：出前授業

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海外渡航歴

  • 2012年10月 - 2013年11月

    滞在国名1：アメリカ合衆国   滞在機関名1：University of Wisconsin, Madison

  • 2010年4月 - 2012年9月

    滞在国名1：アメリカ合衆国   滞在機関名1：Stanford大学