| 研究課題/領域番号 |
16K05666
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理化学
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| 研究機関 | 城西大学 |
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研究代表者 |
寺前 裕之 城西大学, 理学部, 教授 (10383176)
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| 研究協力者 |
青木 百合子
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | B型DNAモデル / 有効質量 / らせん構造 / ポリモノヌクレオチド / ポリディヌクレオチド / エネルギーバンド構造 / 糖鎖の影響 / イオンの影響 / 結晶軌道法 / 電子状態 / 電気伝導性 / 価電子帯 / 伝導帯 / ポリヌクレオチド / ホール伝導 / 電子伝導 / tight-binding法 / エネルギーバンド / 一次元ポリマー |
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| 研究成果の概要 |
らせん構造対称性を取り入れたab initio法によるエネルギーバンド計算プログラムを開発し、DNA中における糖鎖およびリン酸・アルカリイオン対が特に電気伝導性発現に関してどのような影響を及ぼしているかを検証するために、DNAモデルである、モノヌクレオチドポリマーからリン酸・アルカリイオン対、糖鎖を除いて計算を行った。
特にグアニン・シトシンのペアでは価電子帯トップの位置がガンマ点から０点に移動することが判明した。アデニン・チミン対ではこのようなことは起こらない。さらに二重らせんではなく一本のらせん構造をのバンド構造と二重らせんを比較することで塩基対の間の水素結合の働きについて解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
らせん構造を取り入れたab initio法によるエネルギーバンド計算プログラムを開発し、そのプログラムを用いてポリエチレンやポリアミノ酸のような小規模なポリマーだけでなく、糖鎖とリン酸結合、さらにカウンターイオンを含んだ無限DNA全体のまるごと大規模計算を行うことができるのを確認した。さらに、これらのDNAモデルポリマーから糖鎖やイオンを取り除いたり一重のらせん構造とした場合にどのようなエネルギーバンド構造の変化が起こるかを予測できることを確認した。
これらの計算によりDNAの電気伝導性を示し、また遺伝子情報が電子状態からもたらされていることから遺伝のメカニズムの理解に一歩近づいたと言える。
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