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2015 Fiscal Year Research-status Report

弱結合条件下の荷電タンパク質間実効相互作用と相挙動における溶媒分子の役割

Research Project

Project/Area Number 15K05249
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

秋山 良  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60363347)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉森 明  新潟大学, 自然科学系, 教授 (90260588)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords荷電タンパク質溶液 / 実効相互作用 / 平衡クラスター / 電解質溶液 / コロイド分散系 / 積分方程式理論 / シミュレーション / DLVO理論
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では巨大荷電分子が有限濃度の場合にも相関関数を計算しており、巨大荷電分子の二体相関関数を直接計算できる。その結果から小角散乱実験で得られるSeff(k)を評価できる。そこで、二体分布関数g(r)、実効相互作用W(r)、及び実効構造因子Seff(k)を用いて議論を進めた。今年度は特に共イオン効果に関する実験が筑波大学の菱田グループから出てきた事から、無限希釈の場合まで含めて現在我々が用いている積分方程式理論の評価を行った。共イオンの価数効果は、DLVO理論によるものもあるが、菱田らの実験結果はDLVO理論の予測と逆の価数依存性であった。予想外に計算に時間がかかったが、積分方程式理論の結果も菱田らの結果と定性的に一致しており、DLVO理論が弱結合の場合にも問題を抱えている事が示唆される結果にまとまりつつ有る。また、強結合の場合にもDLVO理論と逆の共イオン価数依存性が実験的に示されていたが、積分方程式理論の場合にも明瞭にその様なDLVO理論と逆の共イオン価数依存性が得られる事が分かった。この傾向は強結合から弱結合と連続的に繋がっているようである。ただし、Seff(k)のピークだけでは必ずしも観測しやすく無い事も分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予想を超えて進んでいるとは言えないが、関連する脇道に入った事でDLVO理論そのものをもう少し丁寧に検討し直す必要がある事がわかって来た。この事は、とても意義深い。非線形ポアソン-ボルツマン方程式の解との比較を行う必要がある事がわかって来た。これらの点は大きく進んだと言える。一方で、調べるべき課題が増えてしまった事、平衡クラスターの存在量などについての計算は滞った事が不十分な事であった。これらに関しては早く追いつく必要が有る。この様な状況を考慮して、概ね順調としている。

Strategy for Future Research Activity

院生が切り替わって出版作業に切れ目がで来てしまっている事が問題である。引き継ぎ資料を元に出版を急ぐ事、及び平衡クラスターの存在量などについての計算と岡山大の墨らの方法の再評価、また分子シミュレーションとの組み合わせによる評価を進める予定である。

Causes of Carryover

当該年度中にキャンパス移転があり、移動中の機器の不具合が予想され、本来予定されていた計算機の購入を後にずらした事が大きい。特に移転が10月から11月にかけて行われ、様々な作業の収束が年度末になったため、新年度になってから計算機の再検討を行う事にした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

院生の卒業に伴い大規模計算を行う時期は6月以降にする方が良くなって来た。そこで、夏期を目処に計算機の導入を行う予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2016 2015

All Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Presentation] 同符号コロイド粒子間相互作用における同符号イオンの価数依存性2016

    • Author(s)
      山下拓海、秋山 良
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 電解質溶液中の同符号荷電コロイド粒子間実効引力と蛋白質溶液の相図2015

    • Author(s)
      秋山 良
    • Organizer
      慶応義塾大学理工学部物理学科談話会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-11-24 – 2015-11-24
    • Invited
  • [Presentation] Effective attraction between negatively charged sites on proteins and ordering of proteins in an electrolyte solution2015

    • Author(s)
      Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 4th International Symposium “Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for creation of integrated functions”(新学術領域研究『動的秩序と機能』第4回国際シンポジウム)
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-11-22 – 2015-11-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Aggregation of acidic proteins and effective attraction between like-charged particles2015

    • Author(s)
      Takuto Sawayama, Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 4th International Symposium “Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for creation of integrated functions”(新学術領域研究『動的秩序と機能』第4回国際シンポジウム)
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-11-22 – 2015-11-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of depletion interaction on the crystallization
2015

    • Author(s)
      Ayumi Suematsu, Akira Yoshimori, Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 4th International Symposium “Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for creation of integrated functions”(新学術領域研究『動的秩序と機能』第4回国際シンポジウム)
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-11-22 – 2015-11-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dependence of effective interaction between macroanions in electrolyte solution on valence of co-ions2015

    • Author(s)
      Takumi Yamashita, Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 4th International Symposium “Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for creation of integrated functions”(新学術領域研究『動的秩序と機能』第4回国際シンポジウム)
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-11-22 – 2015-11-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電解質溶液中のマクロアニオン間実効相互作用に同符号イオンの価数が与える効果2015

    • Author(s)
      山下拓海、秋山良
    • Organizer
      第38回溶液化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2015-10-21 – 2015-10-23
  • [Presentation] 電解質溶液内におけるマクロアニオン凝集の相図の計算2015

    • Author(s)
      澤山拓斗、秋山良
    • Organizer
      第38回溶液化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2015-10-21 – 2015-10-23
  • [Presentation] Spatiotemporal dynamic ordering regulated by ATP hydrolysis and effective attraction between negatively charged sites in a biofluid, International2015

    • Author(s)
      Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan, Formation of spatiotemporal dynamic ordering mediated by ATP hydrolysis (新学術 領域研究『動的秩序と機能』共催シンポジウム)
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
    • Invited
  • [Presentation] Aggregation behavior of macroanions immersed in electrolyte solution2015

    • Author(s)
      Takuto Sawayama, Ryo Akiyama
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] Effects of Preferential Solvation on Partial Molar Enthalpies in Binary Mixture Systems: Molecular Simulation Study2015

    • Author(s)
      Yuichi Kawabata, Ryo Akiyama
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] マクロアニオン間相互作用に対する同符号小イオンの価数依存性2015

    • Author(s)
      山下拓海、秋山良
    • Organizer
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-09-11 – 2015-09-13
  • [Presentation] Effects of Co-ions with Different Valences on Effective Interaction between Macroanions in an Electrolyte Solution2015

    • Author(s)
      Takumi Yamashita, Ryo Akiyama
    • Organizer
      2015 International Conference of Colloids and Interface Science
    • Place of Presentation
      Taipei
    • Year and Date
      2015-07-21 – 2015-07-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phase behavior of Acidic Protein electrolyte solution: Theoretical approach with a simple model2015

    • Author(s)
      Ryo Akiyama, Takuto Sawayama
    • Organizer
      2015 International Conference of Colloids and Interface Science
    • Place of Presentation
      Taipei
    • Year and Date
      2015-07-21 – 2015-07-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aggregation behavior of macroanions in an electrolyte solution2015

    • Author(s)
      Takuto Sawayama, Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 9th Mini Symposium on Liquids
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-07-04 – 2015-07-04
  • [Presentation] Dependence of Effective Potential of Mean Force between Negatively Charged Colloidal Particles Immersed in an Electrolyte Solution on Charge of Small Anion2015

    • Author(s)
      Takumi Yamashita, Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 9th Mini Symposium on Liquids
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-07-04 – 2015-07-04
  • [Presentation] Solute Size Dependence of Preferential Interaction in Hard-Sphere Mixture2015

    • Author(s)
      Yuichi Kawabata, Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 9th Mini Symposium on Liquids
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-07-04 – 2015-07-04
  • [Presentation] Energy Conversion Efficiency of Solvation Motor driven by a Reaction on the Motor Surface2015

    • Author(s)
      Ken Tokunaga, Ryo Akiyama
    • Organizer
      The 9th Mini Symposium on Liquids
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-07-04 – 2015-07-04
  • [Book] 安池智一、秋山良2016

    • Author(s)
      エントロピーからはじめる熱力学
    • Total Pages
      300
    • Publisher
      放送大学教育振興会

URL: 

Published: 2017-01-06  

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