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分子動力学シミュレーションによる脂質二重層膜とイオン透過の動力学

研究課題

研究課題/領域番号 09440197
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

岡崎 進  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (70194339)

研究分担者 三浦 伸一  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10282865)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
1999年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
キーワード脂質二重層膜 / 透過 / イオンチャンネル / 汎用プログラム / 並列計算 / 分子動力学法 / 単純拡散 / 水透過 / 自由エネルギー / グラミシジンA / DPPC / DMPC
研究概要

DPPC脂質二重層膜における熱膨張の異方性、つまり温度の上昇とともに膜平面方向には膜は膨張するが、膜厚方向にはほとんど膨張せずむしろ収縮する傾向にあるということを分子動力学計算から再現し、その分子論について検討を行った。
一方、単純拡散による水分子の直接透過に関しては、DMPC脂質膜を横切る自由エネルキープロフィールの計算を継続実施し、特に得られた結果の統計性に関して検討を進めた。
さらに、グラミシジンAなどイオンチャンネルを含む脂質膜系に対するイオン透過の長時間分子動力学計算を行うために、汎用並列演算プログラムを作成してきた。これは、生体系のシミュレーションに関わるほとんどすべての分子を取り扱うことができ、特に膜系で重要となる静水圧の実現のためにNPTアンサンブルでの計算を可能としたものである。また、長時間計算を可能とすべく、マルチタイムステップ法の組込みが容易であるRESPA法を採用しており、さらには、粒子分割法による分散メモリー型並列計算も可能となる。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] W. Shinoda and S. Okazaki: "A voronoi analysis of lipid area fluctuation in a bilayer"J. Chem. Phys.. 109. 1517-1521 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "An influcence functional theory of multiphonon processes in molecular vibrational energy relaxation"J. Chem. Phys.. 109. 3542-3552 (1998)

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  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "A molecular dynamics study of the vibrational energy relaxation of cyanide ion in the acqueous solution"J. Chem. Phys.. 292. 451-436 (1998)

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  • [文献書誌] W. Shinoda, M. shimizu and S. Okazaki: "Molecular dynamics study on eletrostatic properties of a lipid bilayer : Polarization, eletrostatic potential, and the effects on structure and dynamics of water near the interface"J. Chem. Phys.. B102. 6647-6654 (1998)

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  • [文献書誌] N. Yoshii, H. Yoshie, S. Miura and S. Okazaki: "A molecular dvnamics study of sub-and supercritical water using a polarizable potential model"J. Chem. Phys.. 109. 4873-4884 (1998)

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  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "Molecular dynamics study on the solvation structure of acqueous NaCN solution : instantaneous and quenched solvation structure"Mol. Simul.. 21. 377-385 (1998)

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  • [文献書誌] N. Yoshii, S. Miura and S. Okazaki: "Density fluctuation and hydrogen-bonded clusters in supercritical water. A molecular dynamics analysis using a polarizable potential model"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 72. 151-162 (1999)

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  • [文献書誌] S. Miura, S. Okazaki and K. Kinugawa: "A path integral centroid molecular dynamics study of nonsuperfluid liquid helium-4"J. Chem. Phys.. 110. 4523-4532 (1999)

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  • [文献書誌] S. Miura and S. Okazaki: "Path integral hybrid Monte Carlo for the bosonic many-body systems"Chem. Phys. Lett.. 308. 115-122 (1999)

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  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "Molecular dynamics study of vibrational energy relazation of CN^- in H_2O and D_2O solutions : An application of path integral influcence functional theory to multiphonon processes"J. Chem. Phys.. 111. 5390-5401 (1999)

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  • [文献書誌] N. Yoshii, R. Miyauchi, S. Miura and S. Okazaki: "A molecular dynamics study of equation of state of water using a fluctuating charge model"Chem. Phys. Lett.. (印刷中).

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  • [文献書誌] w. shinoda and S. Okazaki: "Molecular dynamics study of the dipalmitoryl phosphatidylcholine bilayer in the liquid crystal phase : An effect of the potential force fields on the membrance structure"J. Mol. Liq.. (印刷中).

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  • [文献書誌] S. Miura and S. Okazaki: "Path integral hybrid Monte Carlo calculations of the bosonic oscillators"J. Mol. Liq.. (印刷中).

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  • [文献書誌] 篠田渉、岡崎進: "分子動力学シミュレーションによる脂質二重層膜の構造と動力学"電気化学. (印刷中).

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  • [文献書誌] W. Shinoda and S. Okazaki: "A Voronoi analysis of lipid area fluctuation in a bilayer"J. Chem. Phys.. 109. 1517-1521 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "An influence functional theory of multiphonon processes in molecular vibrational energy relaxation"J. Chem. Phys.. 109. 3543-3552 (1998)

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  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "A molecular dynamics study of the vibrational energy relaxation of cyanide ion in the aqueous solution"Chem. Phys. Lett.. 292. 431-436 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W. Shinoda, M. Shimizu and S. Okazaki: "Molecular dynamics study on electrostatic properties of a lipid bilayer : Polarization, electrostatic potential, and the effects on structure and dynamics of water near the interface"J. Chem. Phys. B. 102. 6647-6654 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Yoshii, H. Yoshie, S. Miura and S. Okazaki: "A molecular dynamics study of sub- and supercritical water using a plarizable potential model"J. Chem. Phys.. 109. 4873-4884 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "Molecular dynamics study on the solvation structure of aqueous NaCN solution : instantaneous an quenched solvation structures"Mol. Simul.. 21. 377-385 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Yoshii, S. Miura and S. Okazaki: "Density fluctuation and hydrogen-bonded clusters in supercritical water. A molecular dynamics analysis using a polarizable potential model"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 72. 151-162 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Miura, S. Okazaki and K. Kinugawa: "A path integral centroid molecular dynamics study of nonsuperfluid liquid helium-4"J. Chem. Phys.. 110. 4523-4532 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Miura and S. Okazaki: "Path integral hybrid Monte Carlo for the bosonic many-body systems"Chem. Phys. Lett.. 308. 115-122 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Shiga and S. Okazaki: "Molecular dynamics study of vibrational energy relaxation CN in HィイD22ィエD2O and DィイD22ィエD2O solutions : An application of path integral influence functional theory to multiphonon processes"J. Chem. Phys.. 111. 5390-5401 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Yoshii, R. Miyauchi, S. Miiura and S. Okazaki: "A molecular dynamics study of equation of state of water using a fluctuating charge model"Chem. Phys. Lett.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W. Shinoda and S. Okazaki: "Molecular dynamics study of the dipalmitoyl phosphatidylcholine bilayer in the liquid crystal phase : An effect of the potential force fields on the membrane structure"J. Mol. Liq.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Miura and S. Okazaki: "Path integral hybrid Carlo calculations of the bosonic oscillators"(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shiga: "Molecular dynamics study on the solvation structure of aqueous NaCN solution: instantaneous and quenched solvation structures"Mol. Simul.. 21. 377-385 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoshii: "Density fluctuation and hydrogen-bonded clusters in supercritical water. A molecular dynamics analysis using a polarizable potential model"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 72. 151-162 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Miura: "A path integral centroid molecular dynamics study of nonsuperfluid liquid helium-4"J. Chem. Phys.. 110. 4523-4532 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Miura: "Path integral hybrid Monte Carlo for the bosonic many-body systems"Chem. Phys. Lett.. 308. 115-122 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiga: "Molecular dynamics study of vibrational energy relaxation of CN-in H_2O and D_2O solution: An application of path integral influence functional theory to multiphonon processes"J. Chem. Phys.. 111. 5390-5401 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoshii: "A molecular dynamics study of equation of state fo water using a fluctuating charge model"Chem. Phys. Lett.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] W.Shinoda: "Molecular dynamics study of the dipalmitoyl phosphatidylcholine bilayer in the liquid crystal phase: An effect of the potential force fields on the membrane structure"J. Mol. Liq.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Miura: "Path integral hybrid Monte Carlo calculations of the bosonic oscillators"J. Mol. Liq.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 篠田 渉: "分子動力学シミュレーションによる脂質二重層膜の構造と動力学"電気化学. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoshii: "A Large-Scale and Long-Time Molecular Dynamics Study of Supercritical Lenard-Jones Eluid An Analysis of High Temperature Clusters" J.Chem.Phys.107. 2020-2033 (1997)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] R.Ishii: "A Structural Study of Supercritical Xe,CO_2,and CF_3Cl by Neutron Scattering Measurements" Mol.Phys.95. 43-49 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiga: "A Molecular Dynamics Study of the Vibrational Energy Relaxation of the Cyanide Ion in Aqueous Solution" Chem.Phys.Lett.292. 431-436 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] W.Shinoda: "A Voronoi Analysis of Lipid Area Fluctuation in a Bilayer" J.Chem.Phys.109. 1517-1521 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiga: "An Influence Functional Theory of Multiphonon Processes in Molecular Vibrational Energy Relaxation" J.Chem.Phys.109. 3542-3552 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoshii: "A Molecular Dynamics Study of Sub-and Supercritical Water Using a Polarizable Potential Model" J.Chem.Phys.109. 4873-4884 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] W.Shinoda: "Molecular Dynamics Study on Electrostatic Properties of a Lipid Bilayer:Polarization.Electrostatic Potential and the Effects on Structure and Dynamics of Water Near the Interface" J.Phys.Chem.B102. 6647-6654 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoshii: "A molecular dynamics study of Pg T-diagram of sub- and supercritical water using a polarizable potential model." Rev.High Press.Sci,Tech.(印刷中).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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