2012 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of reactions and structural space in multi-degree-of-freedom and large-scale systems
| Project Area | Materials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics |
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| Project/Area Number |
22104009
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
倭 剛久 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90251587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
光武 亜代理 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (00338253)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質の活性部位の電子状態計算は分子機能を知るために肝要である。特に分子内にフラビンを含む青色光受容体ファミリーの仲間は、立体構造がお互いに酷似しているにも関わらず、DNA修復、概日リズム、植物の成長制御や渡り鳥の磁気センサーなど多岐にわたる機能を実現する点で興味深い。そこでは、光誘起電子移動反応やプロトン移動反応など電子と核が織りなすタンパク質反応が精密なメカニズムを支えている。その分子機能の生物物理学的基盤を探るため、FMO-LCMO法(Tsuneyuki et al. Chem. Phys. Lett. 476, 104(2009))を用いて活性部位の波動関数を求め、さらにGeneralized Mulliken Hush法を用いて、フラビンが関わる電子移動経路の解析に取り組んだ。
蛋白質のシミュレーションから動的情報を抜き出すための解析手法である緩和モード解析の開発を行った。特に、自由度の大きいタンパク質にこの手法を適用するための方法論を開発した。そして、100残基程度のタンパク質系に適用し主成分解析との比較を行った。この際、タンパク質のシミュレーションには専用ハードウェア-であるMD-GRAPE3やGPGPUを搭載した計算機を用いた。本方法により、多自由度のタンパク質にも緩和モード解析を適用可能になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
生体系の問題について、構造構造空間探索と反応の解析の新手法を開発し、さらに、実験と連携してあらたな研究の展開をみることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
連携研究者の岡本祐幸教授（名大）は、あらたに公募班として領域に参画することになった。タンパク質の電子状態計算について、さらに研究を進展させるとともに、領域内の他の研究班との連携をさらに模索していきたいと考えている。
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