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2004 Fiscal Year Annual Research Report

生体内化学過程の統計力学理論

Research Project

Project/Area Number 15076212
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

平田 文男  分子科学研究所, 理論分子科学研究系, 教授 (90218785)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鄭 誠虎  分子科学研究所, 理論分子科学研究系, 助手 (40390645)
今井 隆志  立命館大学, 情報理工学部, 講師 (30373096)
KeywordsRISM理論 / 3次元RISM / 蛋白質 / 部分モル体積 / 部分モル圧縮率 / 圧力効果
Research Abstract

これまで我々のグループではRISM理論とKirkwood-Buff理論に基づき、溶液の部分モル容積(PMV)や部分モル圧縮率(PMC)を求める理論を開発し、水溶液中の20個のアミノ酸の部分モル容積を、ほぼ、完璧に再現すると同時に、ペプチドのヘリックスーコイル転移に基づく部分モル容積変化を定性的に求めることに成功している。本研究では文献によくあらわれる5個の蛋白質、BPTI(58残基),RNase A(124残基),Lysozime(129残基),b-Lactogloblin A(162残基),a-Chymotrypsinogen A(245残基)の部分モル容積を3次元RISMの方法により求め、実験と比較した。その結果、3次元RISM理論が蛋白質の部分モル容積を定量的に再現することがわかった。この結果は3次元RISM理論が蛋白質の水和挙動を解明する上で、信頼性の高い理論であることを示している。この結果はすでに学術雑誌(Chemical Physics Letter,395,1-6(2004))に掲載されているが、蛋白質の熱力学量を第一原理的に求め、実験結果との定量的な一致を得た最初の論文である。この論文の中で、同時に、自由エネルギーの計算も行っているが、対応する実験結果がないため、単なる予測に止まっている。しかしながら、本研究の結果は今後3次元RISMの方法を蛋白質の安定性解析、分子認識、あるいは折り畳み問題に適用して行く上で、非常に大きな自信を与えるものである。

  • Research Products

    (9 results)

All 2005 2004 2003

All Journal Article (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] A mode-coupling analysis of the translational and rotational diffusion of polar liquids ; acetonitrile and water.2004

    • Author(s)
      Yamaguchi, T., Chong, S-H., Hirata, F.
    • Journal Title

      J.Mol.Liquids 112/3

      Pages: 117-124

  • [Journal Article] Superexchange Electron Tunneling Mediated by Solvent Molecules : Pulsed Electron paramagnetic Resonance Study on Electronic Coupling in Solvent-Separated Radical Ion.2004

    • Author(s)
      Kobori, Y., Yago, T., Akiyama, K., Tero-Kubota, S., Sato, H., Hirata, F., J.R.Norris, Jr.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 108

      Pages: 10226-10240

  • [Journal Article] Distortion of Electronic Structure in Solvated Molecules : Tautomeric Equilibrium of 2-Pyridone and 2-Hydroxypridine in Water Studied by the RISM-SCF/MCSCF Method.2004

    • Author(s)
      Sato, H., Hirata, F., Sakaki, S.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem. A108

      Pages: 2097-2102

  • [Journal Article] Thereoretical Study on Electronic and Solvent Reorganization Associated with a Charging Process of Organic Compounds : 2.A New Decomposition Procedure into Electrostatic and Non-electrostatic Responses.2004

    • Author(s)
      Sato, H., Kobori, Y., Tero-Kubota, S., Hirata, F.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 108

      Pages: 11709-11715

  • [Journal Article] Solvation Thermodynamics of Protein Studied by the 3D-RISM Theory.2004

    • Author(s)
      Imai, T., Kovalenko, A., Hirata, F.
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 395

      Pages: 1-6

  • [Journal Article] Combination of the Replica-Exchange Monte Carlo Method and the Reference Interaction Site Model Theory for Simulating a Peptide Molecule in Aqueous Solution.2004

    • Author(s)
      Mitsutake, A., Kinoshita, M., Okamoto, Y., Hirata, F.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 108

      Pages: 19002-19012

  • [Journal Article] Microscopic description of a liquid-vapor interface by an inhomogeneous integral equation theory.2004

    • Author(s)
      Omelyan, I., Kovalenko, A., Hirata, F.
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 397

      Pages: 368-373

  • [Journal Article] Molecular description of electrolyte solution in a carbon aerogel electrode.2003

    • Author(s)
      Kovalenko, A, Hirata, F.
    • Journal Title

      Cond.Matt.Phys. 6

      Pages: 583-609

  • [Book] Interfacial Nanochemistry Molecular Science and Engineering at Liquid-Liquid Interfaces(Edited by Watarai, H., Teramae, N., Sawada, T.)2005

    • Author(s)
      Kovalenko, A., Hirata, F.
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      Kluwer Academic/Plenum Publishers

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Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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