ナノ・バイオ物質の反応場の量子論的解析

• 研究課題/領域番号: 15K21459
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎; 機能生物化学
• 研究機関: 神奈川工科大学
• 研究代表者: 神谷 克政 神奈川工科大学, 基礎・教養教育センター, 准教授 (60436243)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: タンパク質の反応場 / ナノ物質の反応場 / ナノ・バイオ系 / 反応場 / 量子論的シミュレーション / 電子状態と原子構造の相関 / プロトン移動

研究成果の概要

酵素の反応場は優れた触媒特異性を持ち、より一層の活用には反応場の制御が重要となる。本研究では、タンパク質とナノ物質の反応場が駆動する反応機構を量子論的シミュレーションにより解析し、反応場の構造と機能の相関関係を電子論的観点から原子レベルで解明ことを目指した。その結果、タンパク質の反応場では生理的な立体構造と電子状態の協調が重要であること、ナノ物質の反応場では電荷注入と熱供給により機能発現を制御でき得ることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Possibility of Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor Memories for Long Lifespan Archive Memories (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Shirakawa, Keita Yamaguchi, Masaaki Araidai, Katsumasa Kamiya, Kenji Shiraisihi
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E100.C 号: 10 ページ: 928-933
  • DOI: 10.1587/transele.E100.C.928
  • NAID: 130006110273
  • ISSN: 0916-8524, 1745-1353
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the unidentified positive mobile ions causing the bias temperature instability in SiC MOSFETs and their diffusion process (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Shirakawa, Katsumasa Kamiya, Masaaki Araidai, Heiji Watanabe, and Kenji Shiraishi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 9 号: 6 ページ: 064301-064301
  • DOI: 10.7567/apex.9.064301
  • NAID: 210000137946
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations affecting the internal equilibrium of the reaction catalyzed by 6-aminohexanoate-dimer hydrolase (2016)
  • 著者名/発表者名: Negoro S, Kawashima Y, Shibata N, Kobayashi T, Baba T, Lee YH, Kamiya K, Shigeta Y, Nagai K, Takehara I, Kato D, Takeo M, Higuchi Y
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 590 号: 18 ページ: 3133-3143
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12354
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of substrate specificities of uridine-cytidine kinase (2016)
  • 著者名/発表者名: W. Tanaka, M. Shoji, F. Tomoike, Y. Ujiie, K. Hanaoka, R. Harada, M. Kayanuma, K. Kamiya, T. Ishida, R. Masui, S. Kuramitsu, Y. Shigeta
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: 13 号: 0 ページ: 77-84
  • DOI: 10.2142/biophysico.13.0_77
  • NAID: 130005156955
  • ISSN: 2189-4779
  • 査読あり
• [学会発表] Fundamental Study of Hydrogen Attachment/Abstraction Dissociation (HAD) Tandem Mass Spectrometry by Ab initio Calculation (2018)
  • 著者名/発表者名: Daiki Asakawa, Hidenori Takahashi, Shinichi Iwamoto, Koichi Tanaka, Katsumasa Kamiya
  • 学会等名: ASMS Sanibel Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 第一原理分子動力学法による酵素反応中心の立体構造の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神谷克政
  • 学会等名: レア・イベントの計算科学
  • 招待講演