大規模・高精度な第一原理計算による超秩序構造の機能解明とデザイン

• 研究領域: 超秩序構造が創造する物性科学
• 研究課題/領域番号: 20H05883
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 中田 彩子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主幹研究員 (20595152)
• 研究分担者: 鷹野 優 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30403017) ; 森川 良忠 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (80358184)
• 研究期間 (年度): 2020-11-19 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 137,540千円 (直接経費: 105,800千円、間接経費: 31,740千円); 2024年度: 26,910千円 (直接経費: 20,700千円、間接経費: 6,210千円); 2023年度: 35,490千円 (直接経費: 27,300千円、間接経費: 8,190千円); 2022年度: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円); 2021年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円); 2020年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
• キーワード: 第一原理計算 / 大規模第一原理計算 / 化学反応計算 / 分子動力学計算 / 超秩序構造 / 大域的構造探索 / 金属含有タンパク質 / 物性物理 / 理論化学 / 巨大誘電応答 / 酸化物 / 化学反応解析

研究開始時の研究の概要

近年、ナノスケールでの中距離秩序構造である「超秩序構造」が非晶質や生体材料、複合欠陥等の中距離非周期構造を持つ材料の物性・機能に寄与することが指摘されつつある。
本研究では、超秩序構造を持つ物質の詳細な構造、物性や反応性を独自の大規模第一原理計算手法、分子動力学計算、遷移状態理論に基づく化学反応解析、高精度に解明、予測する。
得られる知見に基づき、実験研究や機械学習による研究と連携しながら新規超秩序構造物質のデザインを目指す。

研究実績の概要

本研究班の2023年度の研究実績を以下に示す。
物質・材料研究機構のグループではMORゼオライト骨格におけるN2O吸着について、CaカチオンのN2O分子吸着における優位性と電子状態、分子構造変化の関連性を示した。また、シリカ系のアモルファス構造作成過程における圧力効果に対して第一原理分子動力学による解析を行った。本課題で用いてきた独自の教師なし次元削減手法による局所構造解析を行うことにより、アモルファス構造に圧力印加して得られた構造と作成過程で圧力印加した構造は大きく異なることを示した。
阪大のグループでは、誘電材料における異種元素ドープによる巨大誘電応答に関して研究を進めた。TiO2中にドープされたNbはTiサイトに入り、5価のイオンとなり、電子を格子に一つ出してポーラロンを生じる。精密な計算結果から、室温ではNbから離れて自由に結晶中を動き回り低温ではNbの最近接サイトに束縛されることがわかった。しかしながらこのポーラロンは、極低温においても外部電場に応答して動くことが可能であり、誘電率の増強を見積もると、実験的に報告されている値とかなりよく合うことが判明した。これは極低温での新たな巨大誘電応答の機構である。
広島市大のグループでは、金属含有タンパク質内の「超秩序構造」が生み出す機能の解明に取り組んだ。植物型フェレドキシン内の[2Fe-2S]クラスターに関して、量子化学計算およびアンブレラサンプリングシミュレーションを使用することによって還元時に起こる立体構造変化過程のエネルギー変化について明らかにした。また、ヘムについては、データベースPyDISHの自動更新を可能にし、機械学習・深層学習を用いてヘムタンパク質の機能分類器の作成・評価を行った。さらには脱窒に関わるヘムタンパク質であるP450norの中間体構造から亜酸化窒素を生成する反応過程を量子化学計算により明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

全てのメンバーが実験との共同研究について議論し、進捗が見られている。装置の導入や研究員の雇用も順調に行われた。

今後の研究の推進方策

物質・材料研究機構ではゼオライトの分子吸着に関して、領域内のトポロジー解析と連携しながら、格子の形状と吸着性能との相関の解析を行う。また、大規模第一原理計算と統計解析により、担持ナノ粒子における担体欠陥の電子状態への影響を解析する。反強誘電体を示す新規材料の探索にも取り組む。ガラス系の構造モデリングに対しては、以前から取り組んできたシリカ系に加えてアルミナ系の非周期構造に対する圧力効果を明らかにする。本研究課題で取り組んできた局所構造解析をこれらの複合系に対しても行い、これらの物質群における構造形成のメカニズム解明に取り組む。
大阪大学ではTiO2に異種元素をドープした系の巨大誘電応答について引き続き研究を進める。Nbを単原子でドープした際に誘電率の増強について、新たな機構を見出したが、エネルギー汎函数への依存性が大きい。そこで、エネルギー汎函数の精度についてさらに精密に検討を加える。さらに、極低温で起こる現象であるので、量子効果も大きいと考えられ、量子効果の影響について丹念に研究を行う。加えて、別の元素をドープした場合についても系統的に検討を行う。
広島市大では生体超秩序構造として考えられる金属タンパク質の活性サイトの電子状態や構造歪みによるタンパク質の構造や機能への影響を分子シミュレーションや機械学習を用い明らかにする。植物型フェレドキシンについてはA01班と連携し、これまで実験的に解明されていない還元型フェレドキシンと電子受容タンパク質との複合体構造や相互作用様式を分子シミュレーションによって解明し、電子伝達機構の解明を目指す。ヘムタンパク質に関しては、データベースPyDISHの拡張を進めるとともに、タンパク質のポケット構造およびヘムの構造とヘムタンパク質機能の構造機能相関の解明を進める。

研究成果

• [国際共同研究] ロンドン大学(英国)
• [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)
• [国際共同研究] マレーシア科學大学(マレーシア)
• [国際共同研究] バンドン工科大学(インドネシア)
• [国際共同研究] ロンドン大学(英国)
• [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)
• [国際共同研究] マレーシア科學大学(マレーシア)
• [国際共同研究] バンドン工科大学(インドネシア)
• [国際共同研究] ロンドン大学(英国)
• [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)
• [国際共同研究] マレーシア科學大学(マレーシア)
• [国際共同研究] バンドン工科大学(インドネシア)
• [国際共同研究] ロンドン大学(英国)
• [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)
• [雑誌論文] C?H bond dissociation enthalpy prediction with machine learning reinforced semi-empirical quantum mechanical calculations (2024)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Miki、Takano Yu、Saito Toru
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 53 号: 2
  • DOI: 10.1093/chemle/upae016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stability of PdxOy Particles Supported on Strontium Titanate Perovskite under Three-Way Catalyst Operating Conditions: Implications for Sintering Resistance (2024)
  • 著者名/発表者名: Thanh Ngoc Pham, Beatriz Andrea Choi Tan, Yuji Hamamoto, KoujiInagaki, Ikutaro Hamada,and Yoshitada Morikawa
  • 雑誌名: ACS Catalysis 巻: 14 号: 3 ページ: 1443-1458
  • DOI: 10.1021/acscatal.3c05673
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Large-scale DFT calculations of multi-component glass systems (SiO2)0.70(Al2O3)0.13(XO)0.17 (X = Mg, Ca, Sr, Ba) : Accuracy of classical force fields (2024)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Atsushi、Saito Atsuki、Murata Takashi、Nakata Ayako、Miyazaki Tsuyoshi
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 巻: 625 ページ: 122714-122714
  • DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2023.122714
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unveiling a medium-range structural commonality of amorphous alloys (2024)
  • 著者名/発表者名: Nishio Kengo、Lu Anh Khoa Augustin
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 巻: 624 ページ: 122696-122696
  • DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2023.122696
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] On atomic segregation in metallic glasses induced by shear deformation: A computer simulation study (2024)
  • 著者名/発表者名: Zanaeva E.N.、Lu A.K.A.、Louzguine-Luzgin D.V.
  • 雑誌名: Computational Materials Science 巻: 238 ページ: 112923-112923
  • DOI: 10.1016/j.commatsci.2024.112923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the Surface Facet Dependence in the Oxidative Etching of the Diamond (111) and (100) Surfaces from First-Principles Calculations (2024)
  • 著者名/発表者名: Enriquez John Isaac G.、Yamasaki Takahiro、Michiuchi Masato、Inagaki Kouji、Geshi Masaaki、Hamada Ikutaro、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 128 号: 15 ページ: 6294-6308
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c08378
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Extraction of local structure differences in silica based on unsupervised learning (2024)
  • 著者名/発表者名: Lu Anh Khoa Augustin、Lin Jianbo、Futamura Yasunori、Sakurai Tetsuya、Tamura Ryo、Miyazaki Tsuyoshi
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 26 号: 15 ページ: 11657-11666
  • DOI: 10.1039/d3cp06298h
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Random Forest Classifier of Heme Proteins Using Porphyrin Distortions and Axial Ligands of Heme (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujikawa Hinako、Kondo Hiroko X.、Kanematsu Yusuke、Takano Yu
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 52 号: 6 ページ: 503-507
  • DOI: 10.1246/cl.230150
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Origin of unexpected Ir3+ in superconducting candidate Sr2IrO4 analyzed by photoelectron holography (2023)
  • 著者名/発表者名: R. Horie, T. Matsushita, S. Kawamura, T. Hase K. Horigane, H. Momono, S. Takeuchi, H. Tomita, Y. Hashimoto, K. Kobayashi, Y. Haruyama, H. Daimon, Y. Morikawa, M. Taguchi, J. Akimitsu
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 62 号: 28 ページ: 10897-10904
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c03788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymorphs of Titanium Dioxide: An Assessment of the Variants of Projector Augmented Wave Potential of Titanium on Their Geometric and Dielectric Properties (2023)
  • 著者名/発表者名: Varadwaj Pradeep R.、Dinh Van An、Morikawa Yoshitada、Asahi Ryoji
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 8 号: 24 ページ: 22003-22017
  • DOI: 10.1021/acsomega.3c02038
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Electronic and optical properties of the hydrogen boride sheet from the many-body perturbation theory (2023)
  • 著者名/発表者名: Thi Ta Luong、Morikawa Yoshitada、Hamada Ikutaro
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 35 号: 43 ページ: 435002-435002
  • DOI: 10.1088/1361-648x/ace8e3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of hyper-parameters in the atomic descriptors for efficient and robust molecular dynamics simulations with machine learning forces (2023)
  • 著者名/発表者名: Lin Jianbo、Tamura Ryo、Futamura Yasunori、Sakurai Tetsuya、Miyazaki Tsuyoshi
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 25 号: 27 ページ: 17978-17986
  • DOI: 10.1039/d3cp01922e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roadmap on electronic structure codes in the exascale era (2023)
  • 著者名/発表者名: Gavini Vikram、Baroni Stefano、Blum Volker、et al.
  • 雑誌名: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering 巻: 31 号: 6 ページ: 063301-063301
  • DOI: 10.1088/1361-651x/acdf06
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 超秩序構造の理論計算による解明に向けて-第一原理計算や分子動力学、機械学習による解析- (2023)
  • 著者名/発表者名: 中田彩子、宮崎剛、鷹野優、森川良忠
  • 雑誌名: CERAMICS JAPAN 巻: 58 ページ: 522-526
• [雑誌論文] Machine learning molecular dynamics simulation of CO-driven formation of Cu clusters on the Cu(111) surface (2023)
  • 著者名/発表者名: Halim Harry H、Ueda Ryo、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 35 号: 49 ページ: 495001-495001
  • DOI: 10.1088/1361-648x/acf2d8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational Exploration of Minimum Energy Reaction Pathway of N2O Formation from Intermediate I of P450nor Using an Active Center Model (2023)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu Yusuke、Kondo Hiroko X.、Takano Yu
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 号: 24 ページ: 17172-17172
  • DOI: 10.3390/ijms242417172
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Semi-empirical and machine learning-based prediction of site of metabolisms mediated by aldehyde oxidase (2023)
  • 著者名/発表者名: Shiotake Yuto、Takano Yu、Saito Toru
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 833 ページ: 140942-140942
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2023.140942
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] First-Principles Microkinetic Study of NO Reduction on Cu Catalysts (2023)
  • 著者名/発表者名: Al Fauzan Muhammad Rifqi、Pham Thanh Ngoc、Halim Harry Handoko、Hamamoto Yuji、Inagaki Kouji、Hamada Ikutaro、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 127 号: 39 ページ: 19451-19467
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c02820
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] DFT investigation of the oxygen reduction reaction over nitrogen (N) doped graphdiyne as an electrocatalyst: the importance of pre-adsorbed OH* and the solvation effect (2023)
  • 著者名/発表者名: Wang Yuelin、Pham Thanh Ngoc、Halim Harry H.、Yan Likai、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: Materials Advances 巻: 4 号: 24 ページ: 6542-6552
  • DOI: 10.1039/d3ma00502j
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of serial X-ray fluorescence holography for radiation-sensitive protein crystals (2023)
  • 著者名/発表者名: Ang Artoni Kevin R.、Umena Yasufumi、Sato-Tomita Ayana、Shibayama Naoya、Happo Naohisa、Marumi Riho、Yamamoto Yuta、Kimura Koji、Kawamura Naomi、Takano Yu、Matsushita Tomohiro、Sasaki Yuji C.、Shen Jian-Ren、Hayashi Kouichi
  • 雑誌名: Journal of Synchrotron Radiation 巻: 30 号: 2 ページ: 368-378
  • DOI: 10.1107/s1600577522011833
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prediction of Protein Function from Tertiary Structure of the Active Site in Heme Proteins by Convolutional Neural Network (2023)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Iizuka Hiroyuki、Masumoto Gen、Kabaya Yuichi、Kanematsu Yusuke、Takano Yu
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 13 号: 1 ページ: 137-137
  • DOI: 10.3390/biom13010137
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Negative fragmentation approach for investigating the depolarization effect of neighboring residues on hydrogen bonds in π-helix (2023)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Nakamura Haruki、Takano Yu
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 815 ページ: 140361-140361
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2023.140361
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unraveling Binding Mechanism and Stability of Urease Inhibitors: A QM/MM MD Study (2023)
  • 著者名/発表者名: Suenaga Shunya、Takano Yu、Saito Toru
  • 雑誌名: Molecules 巻: 28 号: 6 ページ: 2697-2697
  • DOI: 10.3390/molecules28062697
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atomic Imaging of Interface Defects in an Insulating Film on Diamond (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii Mami N.、Tanaka Masaki、Tsuno Takumi、Hashimoto Yusuke、Tomita Hiroto、Takeuchi Soichiro、Koga Shunjo、Sun Zexu、Enriquez John Isaac、Morikawa Yoshitada、Mizuno Jun、Uenuma Mutsunori、Uraoka Yukiharu、Matsushita Tomohiro
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 23 号: 4 ページ: 1189-1194
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c04176
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The quantitative study of methane adsorption on the Pt(997) step surface as the initial process for reforming reactions (2023)
  • 著者名/発表者名: Choi Young Hyun、Putra Septia Eka Marsha、Shiozawa Yuichiro、Tanaka Shunsuke、Mukai Kozo、Hamada Ikutaro、Morikawa Yoshitada、Yoshinobu Jun
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 732 ページ: 122284-122284
  • DOI: 10.1016/j.susc.2023.122284
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Structures and mechanisms of actin ATP hydrolysis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanematsu Yusuke、Narita Akihiro、Oda Toshiro、Koike Ryotaro、Ota Motonori、Takano Yu、Moritsugu Kei、Fujiwara Ikuko、Tanaka Kotaro、Komatsu Hideyuki、Nagae Takayuki、Watanabe Nobuhisa、Iwasa Mitsusada、Ma?da Yuichiro、Takeda Shuichi
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 119 号: 43
  • DOI: 10.1073/pnas.2122641119
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Predicting Reaction Mechanisms for the Threonine-Residue Stereoinversion Catalyzed by a Dihydrogen Phosphate Ion (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakayoshi Tomoki、Kato Koichi、Kurimoto Eiji、Takano Yu、Oda Akifumi
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 7 号: 22 ページ: 18306-18314
  • DOI: 10.1021/acsomega.2c00372
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of an Appropriate Standard Hydrogen Electrode Potential for Computing Redox Potentials of Catechins with Density Functional Theory (2022)
  • 著者名/発表者名: Duan Lian、Takano Yu、Shigeta Yasuteru
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 51 号: 7 ページ: 673-677
  • DOI: 10.1246/cl.220165
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure of Heme-binding Pocket in Heme Protein is Generally Rigid and can be Predicted by AlphaFold2 (2022)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Kanematsu Yusuke、Takano Yu
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 51 号: 7 ページ: 704-708
  • DOI: 10.1246/cl.220172
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Large-Scale DFT Methods for Calculations of Materials with Complex Structures (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakata Ayako、Bowler David R.、Miyazaki Tsuyoshi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 91 号: 9 ページ: 91011-91011
  • DOI: 10.7566/jpsj.91.091011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Depolarizing Effects in Hydrogen Bond Energy in 310-Helices Revealed by Quantum Chemical Analysis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Nakamura Haruki、Takano Yu
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 16 ページ: 9032-9032
  • DOI: 10.3390/ijms23169032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Elucidation of the Correlation between Heme Distortion and Tertiary Structure of the Heme-Binding Pocket Using a Convolutional Neural Network (2022)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Iizuka Hiroyuki、Masumoto Gen、Kabaya Yuichi、Kanematsu Yusuke、Takano Yu
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 12 号: 9 ページ: 1172-1172
  • DOI: 10.3390/biom12091172
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Conformational Preference of Flavonols and Its Effect on the Chemical Properties Involved in Radical Scavenging Activity (2022)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Takano Yu
  • 雑誌名: Chemistry 巻: 4 号: 4 ページ: 1123-1135
  • DOI: 10.3390/chemistry4040076
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hydrogenation of Formate Species Using Atomic Hydrogen on a Cu(111) Model Catalyst (2022)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Takeyasu, Yasutaka Sawaki, Takumi Imabayashi, Septia Eka Marsha Putra, Harry Handoko Halim, Jiamei Quan, Yuji Hamamoto, Ikutaro Hamada, Yoshitada Morikawa, Takahiro Kondo, Tadahiro Fujitani, and Junji Nakamura
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 144 号: 27 ページ: 12158-12166
  • DOI: 10.1021/jacs.2c02797
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Density functional theory study of NO-H2O coadsorption on Cu(111) (2022)
  • 著者名/発表者名: Pham Thanh Ngoc、Hamamoto Yuji、Inagaki Kouji、Hamada Ikutaro、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: Physical Review Materials 巻: 6 号: 7 ページ: 75801-75801
  • DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.075801
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Activity and selectivity of N2 fixation on B doped g-C9N10: a density functional theory study (2022)
  • 著者名/発表者名: Wang Yuelin、Pham Thanh Ngoc、Yan Likai、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 10 号: 32 ページ: 11791-11800
  • DOI: 10.1039/d2tc02041f
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Elucidation of Cu-Zn Surface Alloying on Cu(997) by Machine-Learning Molecular Dynamics (2022)
  • 著者名/発表者名: Halim Harry H.、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: ACS Physical Chemistry Au 巻: 2 号: 5 ページ: 430-447
  • DOI: 10.1021/acsphyschemau.2c00017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of Active-Center Reduction of Plant-Type Ferredoxin on Its Structure and Dynamics: Computational Analysis Using Molecular Dynamics Simulations (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakayoshi Tomoki、Ohnishi Yusuke、Tanaka Hideaki、Kurisu Genji、Kondo Hiroko X.、Takano Yu
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 24 ページ: 15913-15913
  • DOI: 10.3390/ijms232415913
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantum chemical studies on hydrogen bonds in helical secondary structures (2022)
  • 著者名/発表者名: Takano Yu、Kondo Hiroko X.、Nakamura Haruki
  • 雑誌名: Biophysical Reviews 巻: 14 号: 6 ページ: 1369-1378
  • DOI: 10.1007/s12551-022-01034-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal nucleation and growth processes in Cu-rich glass-forming Cu-Zr alloys (2022)
  • 著者名/発表者名: Lu A. K. A.、Louzguine-Luzgin D. V.
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 巻: 157 号: 1 ページ: 014506-014506
  • DOI: 10.1063/5.0097023
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphorus-Alloying as a Powerful Method for Designing Highly Active and Durable Metal Nanoparticle Catalysts for the Deoxygenation of Sulfoxides: Ligand and Ensemble Effects of Phosphorus (2022)
  • 著者名/発表者名: H. Ishikawa, S. Yamaguchi, A. Nakata, K. Nakajima, S. Yamazoe, J. Yamasaki, T. Mizugaki, T. Mitsudome
  • 雑誌名: JACS Au 巻: 2 号: 2 ページ: 419-427
  • DOI: 10.1021/jacsau.1c00461
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of Fluctuation in the Heme-Binding Pocket and Heme Distortion in Hemoglobin and Myoglobin (2022)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Takano Yu
  • 雑誌名: Life 巻: 12 号: 2 ページ: 210-210
  • DOI: 10.3390/life12020210
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Global Analysis of Heme Proteins Elucidates the Correlation between Heme Distortion and the Heme-Binding Pocket (2022)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroko X.、Fujii Masanori、Tanioka Takuma、Kanematsu Yusuke、Yoshida Takashi、Takano Yu
  • 雑誌名: Journal of Chemical Information and Modeling 巻: 62 号: 4 ページ: 775-784
  • DOI: 10.1021/acs.jcim.1c01315
  • 査読あり
• [雑誌論文] QM/MM Molecular Dynamics Simulations Revealed Catalytic Mechanism of Urease (2022)
  • 著者名/発表者名: Saito Toru、Takano Yu
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 巻: 126 号: 10 ページ: 2087-2097
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.1c10200
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural analysis based on unsupervised learning: Search for a characteristic low-dimensional space by local structures in atomistic simulations (2022)
  • 著者名/発表者名: Tamura Ryo、Matsuda Momo、Lin Jianbo、Futamura Yasunori、Sakurai Tetsuya、Miyazaki Tsuyoshi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 105 号: 7 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1103/physrevb.105.075107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Studies on the Effect of Isomerized Aspartic Acid Residues on the Three-Dimensional Structures of Bovine Pancreatic Ribonucleases A (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakayoshi Tomoki、Kato Koichi、Kurimoto Eiji、Oda Akifumi
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 44 号: 7 ページ: 967-975
  • DOI: 10.1248/bpb.b21-00083
  • NAID: 130008060364
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 年月日: 2021-07-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Emergence of Multiple Coordination Numbers in Gold-Cyanoarene Complexes: A Study of the On-Surface Coordination Mechanism (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Waka、Nakata Ayako、Perez Paola、Takeuchi Masayuki、Joachim Christian、Sagisaka Keisuke
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 125 号: 18 ページ: 9937-9946
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c02456
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Short-lived intermediate in N2O generation by P450 NO reductase captured by time-resolved IR spectroscopy and XFEL crystallography (2021)
  • 著者名/発表者名: Nomura, T., Kimura, T., Kanematsu, Y., Yamada, D., Yamashita, K., Hirata, K., Ueno, G., Murakami, H., Hisano, T., Yamagiwa, R., Takeda, H., Gopalasingam, C., Kousaka, R., Yanagisawa, S., Shoji, O., Kumasaka, T., Yamamoto, M., Takano, Y., Sugimoto, H., Tosha, T., Kubo, M., Shiro, Y
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 118 号: 21
  • DOI: 10.1073/pnas.2101481118
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulations for the protein-ligand complex structures obtained by computational docking studies using implicit or explicit solvents (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato Koichi、Nakayoshi Tomoki、Kurimoto Eiji、Oda Akifumi
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 781 ページ: 139022-139022
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2021.139022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Virtual Alanine Scan of the Main Protease Active Site in Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakayoshi Tomoki、Kato Koichi、Kurimoto Eiji、Oda Akifumi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 号: 18 ページ: 9837-9837
  • DOI: 10.3390/ijms22189837
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adsorption of toxic gases on borophene: surface deformation links to chemisorptions (2021)
  • 著者名/発表者名: Ta Luong Thi、Hamada Ikutaro、Morikawa Yoshitada、Dinh Van An
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 11 号: 30 ページ: 18279-18287
  • DOI: 10.1039/d1ra02738g
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Theoretical study on adsorption and reaction of polymeric formic acid on the Cu(111) surface (2021)
  • 著者名/発表者名: Putra Septia Eka Marsha、Muttaqien Fahdzi、Hamamoto Yuji、Inagaki Kouji、Shiotari Akitoshi、Yoshinobu Jun、Morikawa Yoshitada、Hamada Ikutaro
  • 雑誌名: Physical Review Materials 巻: 5 号: 7 ページ: 75801-75801
  • DOI: 10.1103/physrevmaterials.5.075801
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A flat-lying dimer as a key intermediate in NO reduction on Cu(100) (2021)
  • 著者名/発表者名: Kuroishi Kenta、Al Fauzan Muhammad Rifqi、Pham Thanh Ngoc、Wang Yuelin、Hamamoto Yuji、Inagaki Kouji、Shiotari Akitoshi、Okuyama Hiroshi、Hatta Shinichiro、Aruga Tetsuya、Hamada Ikutaro、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 23 号: 31 ページ: 16880-16887
  • DOI: 10.1039/d1cp02746h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotope effect of methane adsorbed on fcc metal (1 1 1) surfaces (2021)
  • 著者名/発表者名: Putra Septia Eka Marsha、Morikawa Yoshitada、Hamada Ikutaro
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 780 ページ: 138943-138943
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2021.138943
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrotalcite-Supported Cobalt Phosphide Nanorods as a Highly Active and Reusable Heterogeneous Catalyst for Ammonia-Free Selective Hydrogenation of Nitriles to Primary Amines (2021)
  • 著者名/発表者名: M. Sheng, S. Yamaguchi, A. Nakata, S. Yamazoe, K. Nakajima, J. Yamasaki, T. Mizugaki, T. Mitsudome
  • 雑誌名: ACS Sustainable Chemistry & Engineering 巻: 33 号: 33 ページ: 11238-11246
  • DOI: 10.1021/acssuschemeng.1c03667
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dry Reforming of Methane on Cobalt Catalysts: DFT-Based Insights into Carbon Deposition Versus Removal (2021)
  • 著者名/発表者名: Wong YeeJie、Halim Harry H.、Khairudin N. Fazila、Pham Thanh Ngoc、Putra Septia E. M.、Hamamoto Yuji、Inagaki Kouji、Hamada Ikutaro、Mohamed Abdul Rahman、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 125 号: 40 ページ: 21902-21913
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c04819
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deciphering Structural Alterations Associated with Activity Reductions of Genetic Polymorphisms in Cytochrome P450 2A6 Using Molecular Dynamics Simulations (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato Koichi、Nakayoshi Tomoki、Nokura Rika、Hosono Hiroki、Hiratsuka Masahiro、Ishikawa Yoshinobu、Kurimoto Eiji、Oda Akifumi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 号: 18 ページ: 10119-10119
  • DOI: 10.3390/ijms221810119
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Computational Analysis of the Mechanism of Nonenzymatic Peptide Bond Cleavage at the C-Terminal Side of an Asparagine Residue (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato Koichi、Nakayoshi Tomoki、Ishikawa Yoshinobu、Kurimoto Eiji、Oda Akifumi
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 6 号: 44 ページ: 30078-30084
  • DOI: 10.1021/acsomega.1c04821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adsorption of CO2 on Pt terrace surface, stepped, and defective sites: A combined TPD and DFT study (2021)
  • 著者名/発表者名: Wong YeeJie、Choi Young Hyun、Tanaka Shunsuke、Yoshioka Haruka、Mukai Kozo、Halim Harry H.、Mohamed Abdul Rahman、Inagaki Kouji、Hamamoto Yuji、Hamada Ikutaro、Yoshinobu Jun、Morikawa Yoshitada
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 125 号: 43 ページ: 23657-23668
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c05228
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spin‐projected QM/MM Free Energy Simulations for Oxidation Reaction of Guanine in B?DNA by Singlet Oxygen (2021)
  • 著者名/発表者名: Saito Toru、Takano Yu
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 22 号: 6 ページ: 561-568
  • DOI: 10.1002/cphc.202000978
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Large-scale DFT calculations for nanoarchitectonics (2024)
  • 著者名/発表者名: Ayako Nakata
  • 学会等名: APS March Meeting 2024
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Large-scale DFT calculations using CONQUEST code for materials with complex structures (2024)
  • 著者名/発表者名: Ayako Nakata
  • 学会等名: International Workshop on Massively Parallel Programming for Quantum Chemistry and Physics (MPQCP2024)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 大規模DFT計算手法の開発とナノ材料への応用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中田彩子
  • 学会等名: アトムハイブリッドシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Large-scale DFT calculations using multi-site support functions for materials with complex structures (2023)
  • 著者名/発表者名: Ayako Nakata
  • 学会等名: The 5th conference of Theory and Applications of Computational Chemistry (TACC 2023)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Machine Learning Molecular Dynamics Simulation of CO-driven Formation of Cu Clusters on a Cu(111) Surface (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Morikawa
  • 学会等名: 36th European Conference on Surface Science
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] First-principles and machine-learning study of interface chemical reactions for energy and environmental problems (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Morikawa
  • 学会等名: The 4th International Workshop in Advanced Materials and Devices -IWAMD 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hydrogenation process of CO2 on metal catalysts studied by combined first-principles and machine learning methods (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Morikawa
  • 学会等名: The 48th Vietnam Conference on Theoretical Physics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Large-scale DFT calculations for materials with complex structures (2023)
  • 著者名/発表者名: Ayako Nakata
  • 学会等名: The 6th China-Japan-Korea Workshop on Theoretical and Computational Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Large-scale DFT calculations of materials with complex structures (2023)
  • 著者名/発表者名: Ayako Nakata
  • 学会等名: WE-Heraeus-Seminar: Beyond Imperfections: New Structure-Property Relationships in Ceramics and Glasses
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Theoretical Study of Hydrogenation Process of CO2 on Metal Catalysts (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Morikawa
  • 学会等名: Surface Science Discussion 2023, Modern trends in surface science studies,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Theoretical Study on the Dry Reforming of Methane (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Morikawa
  • 学会等名: 6th International Conference on Catalysis and Chemical Engineering
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 実材料解析に向けた大規模DFT計算手法の開発と応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中田彩子
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会20周年記念シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Theoretical Study of Hydrogenation Process of CO2 on Metal Catalysts (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Morikawa
  • 学会等名: The 22nd International Vacuum Congress IVC-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Theoretical Study of Complex Nanostructures and Disordered Systems using a Large-Scale DFT code CONQUEST (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Miyazaki
  • 学会等名: International Workshop on Exploration of Atomistic Disorder in Long-Range Ordered Systems and of Order in Disordered Materials
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Depolarizing effects in hydrogen bond energy in 310-helices revealed by quantum chemical analysis (2022)
  • 著者名/発表者名: Yu Takano
  • 学会等名: International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu (ICPAC Kota Kinabalu 2022)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Computational study of metal centers in proteins (2022)
  • 著者名/発表者名: Yu Takano
  • 学会等名: 10th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 大規模第一原理DFT計算による材料解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中田彩子
  • 学会等名: 産研テクノサロン 第105回
  • 招待講演
• [学会発表] 計算科学による金属蛋白質活性中心の電子構造制御に関する研究－ヘムの構造歪みに関する構造機能相関－ (2021)
  • 著者名/発表者名: 鷹野優
  • 学会等名: CBI学会フォーカストセッション「金属タンパク質解析における構造生物学と量子化学計算の融合」
  • 招待講演
• [学会発表] Computational study of the structural-function relationship of heme proteins (2021)
  • 著者名/発表者名: Yu Takano
  • 学会等名: 第59回日本生物物理学会年会シンポジウム「実験と理論の共同による生命金属動態研究の最前線」
  • 招待講演
• [学会発表] Theoretical Study on Dry Reforming of Methane (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshitada Morikawa
  • 学会等名: Soedirman’s International Conference on Mathematics and Applied Sciences (SICoMAS 2021)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 複雑、不規則材料のための大規模第一原理計算 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中田彩子
  • 学会等名: 日本物理学会第76回年会
  • 招待講演
• [学会発表] Large-Scale DFT Calculations for Materials with ComplicatedStructures (2021)
  • 著者名/発表者名: Ayako Nakata, Tsuyoshi Miyazaki, David R. Bowler
  • 学会等名: MANA international symposium 2021 jointly with ICYS
  • 国際学会
• [図書] Density Functional Theory Calculations for Materials with Complex Structures (2023)
  • 著者名/発表者名: Ayako Nakata, Yoshitada Morikawa
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789819952342
• [図書] Molecular dynamics (2023)
  • 著者名/発表者名: Yu Takano, Takahiro Ohkubo, Satoshi Watanabe
  • 総ページ数: 31
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789819952342
• [備考] CONQUEST: Linear Scaling DFT
  • URL: http://www.order-n.org/