分子内基底関数重ね合わせ誤差補正法の開発と生体分子への適用

• 研究課題/領域番号: 19550028
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: FEDOROV Dmitri 独立行政法人産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 主任研究員 (60357879)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2007年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 化学反応 / FMO / AFO / zeolite / GAMESS / BSSE / TDDFT / 励起状態 / heparin

研究概要

研究成果の概要:巨大分子用量子化学計算法(FMO 法)の開発を続けて、励起状態に拡張し、分子結晶と共有結合結晶の為新機能を開発し、溶媒中等の構造最適化を行える様にした。応用として、螺旋多糖heparin の水和電子状態と分子結晶quinacridone の電子励起又はzeolite における小分子吸着過程を調べた。基底関数重ね合わせ誤差補正法のプログラムを開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Derivatives of the approximated electrostatic potentials in the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: Chem. Phys.Lett 475 ページ: 124-131
• [雑誌論文] Excited state geometry optimizations by time-dependent density functional theory based on the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, T. Nagata, K. Kitaura
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 474 ページ: 227-232
• [雑誌論文] Structural and interaction analysis of helical heparin oligosaccharides with the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Sawada, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: Int.J. Quant. Chem 109 ページ: 2033-2045
• [雑誌論文] Excited state geometry optimizations by time-dependent density functional theory based on the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, T. Nagata, K. Kitaura
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 474 ページ: 227-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Derivatives of the approximated electrostatic potentials in the Fragment Molecular Orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 475 ページ: 124-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and interaction analysis of helical heparin oligosaccharides with the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Sawada, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: Int. J. Quant. Chem. 109 ページ: 2033-2045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy gradients in combined fragment molecular orbital and polarizable continuum model (FMO/PCM) calculation (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Li, D. G. Fedorov, T. Nagata, K. Kitaura, J. H. Jensen, M. S. Gordon
  • 雑誌名: J. Comp. Chem. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Combined Effective Fragment Potential-Fragment Molecular Orbital Method. I. The Energy Expression and Initial Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, D. G. Fedorov, K. Kitaura, M. S. Gordon
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytic gradient for the adaptive frozen orbital bond detachment in the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, P. V. Avramov, J. H. Jensend, K. Kitaura
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent Bond Fragmentation Suitable To Describe Solids in the Fragment Molecular Orbital Method (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, J. H. Jensen, R. C. Deka, K. Kitaura
  • 雑誌名: J.Phys. Chem A 112 ページ: 11808-11816
• [雑誌論文] Theoretical Analysis of the Intermolecular Interaction Effects on the Excitation Energy of Organic Pigments: Solid State Quinacridone (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Fukunaga, D. G. Fedorov, M. Chiba, K. Nii, K. Kitaura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem A 112 ページ: 10887-10894
• [雑誌論文] Polarizable continuum model with the fragment molecular orbital-based time-dependent density functional theory (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: J. Comp. Chem 29 ページ: 2667-2676
• [雑誌論文] Polarizable continuum model with the fragment molecular orbital-based time-dependent density functional theory (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: J. Comp. Chem. 29 ページ: 2667-2676
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Analysis of the Intermolecular Interaction Effects on the Excitation Energy of Organic Pigments : Solid State Quinacridone (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Fukunaga, D. G. Fedorov, M. Chiba, K. Nii, K. Kitaura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 112 ページ: 10887-10894
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent Bond Fragmentation Suitable To Describe Solids in the Fragment Molecular Orbital Method (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, J. H. Jensen, R. C. Deka, K. Kitanra
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 112 ページ: 11808-11816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-dependent density functional theory based upon the fragment molecular orbital method (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: .Chem. Phys 127 ページ: 104108-104108
• [雑誌論文] Time-dependent density functional theory with the multilayer fragment molecular orbital method (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: Chem. Phys.Lett 444 ページ: 346-350
• [雑誌論文] Extending the Power of Quantum Chemistry toLarge Systems with the Fragment Molecular Orbital Method (2007)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem A 111 ページ: 6904-6914
• [雑誌論文] Extending the Power of Quantum Chemistry to Large Systems with the Fragment Molecular Orbital Method (2007)
  • 著者名/発表者名: D.G.Fedorov, K.Kitaura
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 111 ページ: 6904-6914
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-dependent density functional theory with the multilayer fragment molecular orbital method (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Chiba, D.G.Fedorov, K.Kitaura
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett 444 ページ: 346-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-dependent denasity functional theory based upon the fragment mole cular orbital method (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Chiba, D.G.Fedorov, K.Kitaura
  • 雑誌名: J.Chem.Phys 127
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Combined Effective Fragment Potential -Fragment Molecular Orbital Method. I. The Energy Expression and Initial Applications.
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, D. G. Fedorov, K. Kitaura, M. S. Gordon
  • 雑誌名: J. Chem. Phys., in press ページ: 0-0
• [雑誌論文] Energy gradients in combined frag-ment molecular orbital and polarizable continuum model (FMO/PCM) calculation.
  • 著者名/発表者名: H. Li, D. G. Fedorov, T. Nagata, K.Kitaura, J. H. Jensen, M. S. Gordon
  • 雑誌名: J. Comp. Chem., in press ページ: 0-0
• [学会発表] faujasite zeolite に於ける小分子吸着過程の量子化学計算 (2009)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, 北浦和夫
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 船橋市
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] faujasite zeolite に於ける小分子吸着過程の量子化学計算 (2009)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov , 北浦和夫
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 船橋
• [学会発表] Ab initio level treatment of surfaces and solids in the framework of the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 学会等名: Simulations and dynamics for nanoscale and biological systems
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] FMO法のGAMESSへの実装 (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov
  • 学会等名: FMO symposium
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Quantum-Mechanical Calculations of Proteins : Why and How (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 学会等名: WATOC2008
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2008-09-16
• [学会発表] Large scale quantum-mechanical calculations with FMO (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 学会等名: MSBSM2008
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] Quantum-Mechanical Calculations of Proteins: Why and How (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 学会等名: WATOC2008
  • 発表場所: Sydney (Australia)
• [学会発表] Large scale quantum-mechanical calculations with FMO, (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 学会等名: MSBSM2008
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] 巨大分子用量子化学計算法の開発とその適用 (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov , 北浦和夫
  • 学会等名: 第六回産総研・豊田中研計算科学研究交流会
  • 発表場所: 裾野市
• [学会発表] FMO 法のGAMESS への実装 (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov
  • 学会等名: FMO symposium
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Large Scale Quantum-Mechanical Calculations with the Fragment Molecular Orbital Method (2008)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 学会等名: CSW2008
  • 発表場所: Tsukuba
• [学会発表] Density functional theory for large systems (2007)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 学会等名: DFT2007
  • 発表場所: Amsterdam(Netherlands)
• [学会発表] Density functional theory for large systems (2007)
  • 著者名/発表者名: D.G.Fedorov, K.Kitaura
  • 学会等名: DFT2007
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlands
• [図書] Theoretical Background of the Fragment Molecular Orbital (FMO) Method and Its Implementation in GAMESS. in The Fragment Molecular Orbital Method: Practical Applications to Large Molecular Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 出版者: CRC Press,Boca Raton, FL
• [図書] The Fragment Molecular Orbital - Based Time-Dependent DensityFunctional Theory for Excited States inLarge Systems. in The Fragment Molecular Orbital Method: Practical Applications to Large Molecular Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 出版者: CRC Press, Boca Raton, FL
• [図書] Theoretical Background of the Fragment Molecular Orbital (FMO) Method and Its Implementation in GAMESS. In : The Fragmeat Molecular Orbital Method : Practical Applications to Large Molecular Systems(D. G. Fedorov, K. Kitaura, Eds.) (2009)
  • 著者名/発表者名: D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 出版者: CRC press(in press)
• [図書] The Fragment Molecular Orbital-Based Time-Dependent Density Functional Theory for Excited States in Large Systems. In : The Fragment Molecular Orbital Method : Practical Applications to Large Molecular Systems(D. G. Fedorov, K. Kitaura, Eds.) (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Chiba, D. G. Fedorov, K. Kitaura
  • 出版者: CRC press(in press)
• [備考]
  • URL: http://staff.aist.go.jp/d.g.fedorov/