量子シミュレーション手法の深化による超分子および生体分子の自己集合機構の解明
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
26102539
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
立川 仁典 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (00267410)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 量子シミュレーション / 溶媒効果 / 歯車状両親媒性分子 / 超分子自己集合 / 低障壁水素結合 / 光活性黄色タンパク質 / たんぱく質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超分子・生体分子の量子化学計算により、領域内共同研究の研究成果を挙げただけでなく、若手の会やサイエンスカフェなどによるアウトリーチ活動も積極的に参画し、本新学術研究領域の推進に貢献してきた。以下、代表的な研究成果として、本領域研究計画班メンバーとの３件の共同研究成果を述べる。
平岡教授との共同研究： 平岡らは、メチル基を持つ歯車状両親媒性分子(1)が、25%含水メタノール溶媒中で一義的に立方体（16）に自己集合することを見出した。一方で純粋なメタノール溶媒中は自己集合をしないことも見出した。本研究では自己集合が見られないメタノール溶媒中の16の立方体構造崩壊過程を長時間分子動力学計算により追った。その結果、短時間分子動力学計算でみられた水素置換基の立方体構造崩壊と類似した崩壊過程を示すことがわかった。
上久保准教授との共同研究： 上久保らは、Photoactive Yellow Protein (PYP) におけるGlu46とp-coumaric acidの間で、低障壁水素結合を形成していることを見出した。昨年度、ONIOM (MC_QM:MM)法を用いた量子化学計算を行うことで、核の量子揺らぎによって、実験で観測されたのと同様な結合伸長が起きることを実証した。本年度、大規模な非調和振動計算を実施することにより、構造に関する同位体効果（幾何学的同位体効果）を再現することにも成功した。
加藤教授、神谷講師との共同研究： 加藤、神谷らは、methyl-α-D-glucopyranosideの円偏光二色性(CD)スペクトルのH/D同位体シフトを実験的に見出した。そこで我々は、当初研究計画にはなかったものの、ONIOM (MC_QM:MM)法を用いた量子化学計算を行うことで、その発現機構を解明した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(40 results)
