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生体機能分子動作メカニズムの非平衡熱力学的記述

Research Project

Project/Area Number 16740217
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

中川 尚子  茨城大学, 理学部, 助教授 (60311586)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywordsメソスケール / ナノマシン / 冷却器 / 分子モーター / コンフォメーション / ガラス / 隠れた熱流 / オンサガー相反関係 / 熱ポンプ / 折りたたみ過程 / 有効温度 / ファネル / 非平衡定常状態 / 反応経路の対称性 / エネルギー障壁 / タンパク質 / エネルギーランドスケープ / inherant structure
Research Abstract

本年度は研究計画の最終年度にあたるため,研究成果の取りまとめと国内外における成果発表を活動の主体とした.成果は6本の原著論文(査読あり)としてまとめることができた.
また我々の研究成果について国内外に効果的に流布するため,2回の国際会議での発表と1件の国内での集中講義を行なった.
まず,定常熱流下で揺らぎを利用して働く熱機関の動作原理についての普遍的説明およびメゾスコピックスケールでの熱ポンプ(冷却器)の実現可能性について,フランスで開催された国際ワークショップ(Physics of Molecular Machines --Joining theory and experiments--)で発表した(講演タイトル:A working mechanism of molecular heat engines and heat pumps).
まず,定常熱流下で揺らぎを利用して働く熱機関の動作原理についての普遍的説明およびメゾスコピックスケールでの熱ポンプ(冷却器)の実現可能性について,フランスで開催された国際ワークショップ(Physics of Molecular Machines --Joining theory and experiments--)で発表した(講演タイトル:A working mechanism of molecular heat engines and heat pumps).
さらにこの研究課題で行なった研究内容を基礎から堀起こし,"生体高分子のメゾスコピックな記述を目指して"という内容にまとめあげて,分子科学若手夏の学校にて日本各地から集まる大学院生を対象に集中講義を行なった.
これらの活動を通して,この研究課題の成果はより多くの研究者に認知され,詳しい研究内容の問い合わせや論文引用も順調に増えている.
特に上記の国際ワークショップ(Physics of Molecular Machines)は課題採択者が国外研究者と協力して企画・開催したものであり,実験研究者と理論研究者が相互の研究について正しい理解を獲得する場を提供したものである.
生命科学と物理学の歴史的乖離を反映した両者の乖離を解消することは,タンパク質の機能発現メカニズムの研究に本質的な進展をもたらすためには不可欠であり,このワークショップによって採択者は今後目指すべき方向を明確に認識することができた.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2006 2004

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] Conformational Temperature Characterizing the Folding of a Protein2007

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa
    • Journal Title

      Physical Review Letters 98

      Pages: 128104-128104

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Dynamical regulation of transition states resulting from heat flow2006

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa, Teruhisa S.Komatsu
    • Journal Title

      Progress of Theoretical Physics Supplment 161

      Pages: 290-290

    • NAID

      110004729448

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Inherent Structure Landscape of a Protein2006

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa, Michel Peyrard
    • Journal Title

      Proceedings of National Academy of Science 103

      Pages: 5279-5279

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Hidden heat transfer in equilibrium states implies directed motion in nonequilibrium states2006

    • Author(s)
      Teruhisa S.Komatsu, Naoko Nakagawa
    • Journal Title

      Physical Review E 73

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A heat pump at a molecular scale controlled by a mechanical force2006

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa, Teruhisa S.Komatsu
    • Journal Title

      Europhysics Letters 75

      Pages: 22-22

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Modeling protein thermodynamics and fluctuations at the mesoscale2006

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa, Michel Peyrard
    • Journal Title

      Physical Review E 74

      Pages: 41916-41916

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Dynamically regulated energy barriers with violation of symmetry for reaction path,2006

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa, Teruhisa S. Komatsu
    • Journal Title

      Physica A 361

      Pages: 216-232

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Dynamical regulation of transition states resulting from heat flow2006

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa, Teruhisa S.Komatsu
    • Journal Title

      Progress of Theoretical Physics, Supplment (掲載決定)

    • NAID

      110004729448

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Inherent Structure Landscape of a Protein2006

    • Author(s)
      Naoko Nakagawa, Michel Peyrard
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acd. Sci. (掲載決定)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Autonomous energy transducer : Proposition, Example, Basic characteristics2004

    • Author(s)
      N.Nakagawa, K.Kaneko
    • Journal Title

      Physica A 338

      Pages: 511-536

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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