2022 Fiscal Year Annual Research Report
Anomalous change of diffusion coefficient of protein and reconsideration for meaning of hydrodynamic radius
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19H01863
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
秋山 良 九州大学, 理学研究院, 准教授 (60363347)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺嶋 正秀 京都大学, 理学研究科, 教授 (00188674)
徳永 健 工学院大学, 教育推進機構(公私立大学の部局等), 教授 (30467873)
吉森 明 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90260588)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 拡散係数 / タンパク質 / 構造変化 / 流体力学効果 / 溶媒和 / 分子動力学シミュレーション / 統計力学理論 / 揺動散逸定理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主目的は、タンパク質の拡散係数と水和状態の関係を計算面で確認し、理論的に解明することであった。その応用として、拡散係数変化を機能部位変化と関係づけることを目指した。発展として、複数のスケールが混在する非平衡の物理現象の理解を深めたいと考えている。目標へのアプローチは、第１に、『タンパク質分子の構造変化と拡散係数の大変化に対する計算科学的確認』を行うことであった。また、第２に拡散係数の決定要因の中でも『移動する分子が流体から受ける摩擦の理解』を進めることであった。シンプルな系の研究についての計算も進行しているが、現状では、溶媒が水のケースまでは進んでおらず、電荷を持たない球形溶媒分子がモデル溶媒分子として用いられている。液体論の方法で成果が発表されつつある。一方でタンパク質を溶質分子として扱うモデルでは溶媒は水分子である。
これらの内容に関連して、液体論やシミュレーション技法を蓄えてゆき、多数の発表、論文の出版が行われた。特にTomoya Iwashita他による、Usefulness of Higher Order of System-Size Correction for Diffusion Coefficients of Macromolecules: A Molecular Dynamics Studyという論文がChem. Phys. Lett.に出版された。このおかげでこれに続く論文を出版してゆくことができる。拡散係数への寄与を分割する論文の計算などかなり進んでおり、今後次々に出版される予定である。また、シンプルな系でも、ストークスーアインシュタイン則が溶質が大きくなった場合にも必ずしも成り立たなくなる事が示されつつあり、物理学会で発表が行われた。実験事実も蓄積中であり、多くの論文の出版が行われた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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