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2010 Fiscal Year Annual Research Report

多自由度・大規模系における反応と構造空間探索

Planned Research

Project AreaMaterials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics
Project/Area Number 22104009
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

倭 剛久  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (90251587)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 光武 亜代理  慶応義塾大学, 理工学部, 助教 (00338253)
Keywords分子シミュレーション / 電子状態計算 / 生物物理 / 計算物理 / 分子科学
Research Abstract

ロドプシンは超高感度の光センサータンパク質である。その光吸収極大波長は棲息域の光学的環境に適応している。海中の魚類は、深度に応じてロドプシンのアミノ酸配列を変化させ、光吸収極大波長を調節している。ロドプシンの吸収波長制御機構をしらべるには、2つの課題を克服する必要がある。第一にタンパク質の構造空間探索。第二に、精密な励起エネルギーの評価である。我々はアナゴのロドプシンとその祖先型ロドプシンの立体構造をホモロジーモデリング法で予測し、長時間分子シミュレーションで統計アンサンブルを生成、さらに高精度の分子軌道法で吸収スペクトルを解析した。そして、吸収波長制御の分子機構をあきらかにした。アミノ酸変異の吸収波長に対する構造的な要因を同定するため、主成分分析法を拡張してもちいた。その結果、レチナールのボンド長交代と、カウンターイオン変位力種要な役割を果たしていることが見いだされた。

  • Research Products

    (19 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (14 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] はたらくタンパク質:エネルギー、電子、プロトン、リガンド移動の計算生体高分子科学2010

    • Author(s)
      倭剛久
    • Journal Title

      高分子論文集(特集「計算高分子科学」)

      Volume: 67 Pages: 179-186

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular mechanism of long-range synergetic color tuning between multiple amino acid residues in conger rhodopsin2010

    • Author(s)
      渡辺宙志
    • Journal Title

      Biophysics

      Volume: 6 Pages: 67-78

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi dimensional multicanonical algorithm, simulated tempering, replica-exchange method, and all that2010

    • Author(s)
      光武亜代理
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 4 Pages: 89-105

  • [Journal Article] 多変数拡張アンサンブル法2010

    • Author(s)
      光武亜代理
    • Journal Title

      分子シミュレーション研究会会誌「アンサンブル」

      Volume: 12 Pages: 29-35

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2011

    • Author(s)
      都築峰幸
    • Organizer
      生物物理学会中部支部講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20110330-20110331
  • [Presentation] クリプトクロームにおける電子移動反応の理論的研究2011

    • Author(s)
      佐藤竜馬
    • Organizer
      生物物理学会中部支部講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20110330-20110331
  • [Presentation] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2011

    • Author(s)
      都築峰幸
    • Organizer
      物理学会
    • Place of Presentation
      新潟(予稿集)
    • Year and Date
      20110325-20110328
  • [Presentation] 視物質ロドプシンの吸収波長制御メカニズム2011

    • Author(s)
      倭剛久
    • Organizer
      コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス 平成22年度研究会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110304-20110305
  • [Presentation] ミオグロビンと気体分子の相互作用解析2011

    • Author(s)
      倭剛久
    • Organizer
      コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス 平成22年度研究会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110304-20110305
  • [Presentation] 多自由度・大規模系における反応と構造空間探索:生体系へのアプローチ2010

    • Author(s)
      倭剛久
    • Organizer
      第4回物性科学領域横断研究会 凝縮系科学の最前線
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20101113-20101115
  • [Presentation] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2010

    • Author(s)
      都築峰幸
    • Organizer
      生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20101113-20101115
  • [Presentation] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2010

    • Author(s)
      都築峰幸
    • Organizer
      物性科学領域横断研究会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20101113-20101115
  • [Presentation] Proteins at work : Computational biophysics of energy, electron, Proton transfer and ligand migration2010

    • Author(s)
      倭剛久
    • Organizer
      COE Start-up International Workshop
    • Place of Presentation
      Chiba University, Japan
    • Year and Date
      20101111-20101112
  • [Presentation] ミオグロビンのリガンド位置と平均力ポテンシャル変化2010

    • Author(s)
      都築峰幸
    • Organizer
      第50回生物物理夏の学校
    • Place of Presentation
      一宮
    • Year and Date
      20100903-20100906
  • [Presentation] Intramolecular communication chart of proteins : Computational analysis of energy transfer pathways2010

    • Author(s)
      倭剛久
    • Organizer
      Thermal transport at the nanoscale, Telluride Science Research Center Workshop
    • Place of Presentation
      Telluride, CO, USA
    • Year and Date
      20100621-20100625
  • [Presentation] ミオグロビンのリガンド位置と平均力ポテンシャル変化2010

    • Author(s)
      都築峰幸
    • Organizer
      蛋白質科学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20100616-20100618
  • [Presentation] 多自由度・大規模系における反応と構造空間探索2010

    • Author(s)
      倭剛久
    • Organizer
      コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス キックオフ・ミーティング
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2010-09-18
  • [Presentation] Multidimensional Generalized-ensemble Algorithm for Protein Folding and Binding Simulations2010

    • Author(s)
      光武亜代理
    • Organizer
      The Fourth Shanghai International Conference on Biophysics and Molecular Biology (2010SICBM)
    • Place of Presentation
      Shanghai and Jiashan, China
    • Year and Date
      2010-08-10
  • [Book] タンパク質の立体構造入門 基礎から構造バイオインフォマティックスへ 第6章 分子シミュレーション的な技法 第1節 全原子モデルの分子シミュレーション2010

    • Author(s)
      倭剛久
    • Total Pages
      124-133
    • Publisher
      講談社

URL: 

Published: 2012-07-19  

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