QM/MM-MC and QM/MM-MD simulations for reactions in solution

2008 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 18066012
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: AIDA Misako Hiroshima University, 大学院理学研究科, 教授 (90175159)
• Project Period (FY): 2006 – 2009
• Keywords: 分子軌道法 / 分子動力学法 / モンテカルロ法 / 溶媒効果 / シミュレーション / 生体高分子 / QM / MM / ONIOM

Research Abstract

多くの有機化学反応や生体内反応においては, 反応の進行に多くの因子が関与している。反応を予測あるいは制御し, さらにはその物質や生体高分子の機能を制御するためには, 活性中心にある分子に, そのまわりの因子がどのように関与しているのかについて明らかにする必要がある。本研究は, 有機化学反応や生体内反応の反応予測や反応制御をおこない, 物質や生体分子の機能制御をおこなうための方法論を確立することをめざしている。
溶質分子および反応に直接関与する溶媒分子を非経験的分子軌道法で取り扱い, その他の多くの溶媒分子を分子力場法で取り扱う計算法(QM/MM法)に, モンテカルロ(MC)法および分子動力学(MD)法計算を組み合わせる手法(QM/MM-MC法およびQM/MM-MD法)に基づくシミュレーションを発展させる。化学反応や酵素反応が進行する場を実在系として理論的に取扱う手法を開発することによって, 当該領域の推進に寄与する。

Research Products

• [Journal Article] Classification of OH Bonds and Infrared Spectra of the Topology-Distinct Protonated Wate Clusters H_3O^+(H_2O)_n-1 (n_^<7) (2009)
  • Author(s): Maihemutijiang Jieli, Misako Aida
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A 113 Pages: 1586-1594
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Insight into the Environmental Effects of the Pocket of the Active Site of the Enzyme. Ab initio ONIOM-Molecular Dynamics (MD) Study on Cytosine Deaminase (2008)
  • Author(s): Toshiaki Matsubara, Michel Dupuis, and Misako Aida
  • Journal Title: Journal of Computational Chemistry 29 Pages: 458-465
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two-dimensional free-energy surface on the exchange reaction of alkyl chloride/chloride using the QM/MM-MC method (2008)
  • Author(s): Masayuki Ohisa, Hiroshi Yamataka, Michel Dupuis and Misako Aida
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics 10 Pages: 844-849
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ab initio ONIOM-Molecular dynamics (MD) study on the deamination reaction by cytidine deaminase (2007)
  • Author(s): Toshiaki Matsubara, Michel Dupuis and Misako Aida
  • Journal Title: Journal of Physical Chemistry B 111 Pages: 9965-9974
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 計算化学の視点から・・・物理と生命のかけ橋 (2008)
  • Author(s): 相田美砂子
  • Organizer: 第18回インテリジェント・システム・シンポジウム
  • Place of Presentation: 広島県情報プラザ
  • Year and Date: 2008-10-23
• [Presentation] 水溶液内反応の量子化学シミュレーション (2007)
  • Author(s): 相田美砂子
  • Organizer: 日本化学会第1回関東支部大会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス
  • Year and Date: 2007-09-27
• [Remarks] 体験実験コーナー「コンピュータで遊ぼう」(「おもしろワクワク化学の世界'08広島化学展」)対象 : 小・中・高校生, 一般 ; 会期 : 2008年7月25日〜27日 ; 場所 : 広島市こども文化科学館))
• [Remarks] 体験実験コーナー「リカだいすき!」)「おもしろワクワク化学の世界'08広島化学展」(対象 : 小・中・高校生, 一般 ; 会期 : 2008年7月25日〜27日 ; 場所 : 広島市こども文化科学館))
• [Remarks] 実習「コンピュータで化学する」(「体験科学講座〜女子高生特別コース〜」(対象 : 高校生 ; 会期 : 2008年8月12日 ; 場所 : 広島大学理学部)
• [Remarks] 個人ホームページ
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/maida/