| 研究課題/領域番号 |
21K05016
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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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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
森 聖治 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (50332549)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 触媒反応 / 酵素反応 / 密度汎関数計算 / 非共有結合性相互作用 / QM/MM法 / 反応機構 / 密度汎関数法計算 / 非共有結合相互作用 / 酵素 / MDシミュレーション / 選択性 / 量子化学計算 / 分子動力学シミュレーション / ビックデータサイエンス / クラスタリング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、高精度量子化学計算と情報科学的解析を融合させることで、金属を用いた均一的触媒反応および酵素反応機構の非共有結合性相互作用、添加物の効果、立体配座によるエネルギー分布をはじめとした統計力学的効果および動力学効果の役割を明確にすることを目的とする。量子化学計算およびクラスタリングに基づいたバナジウム触媒による不斉トリフルオロメチル化を含む酸化的カップリング反応、ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ触媒によるステロイド類の還元反応の検討を通じて明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高精度量子化学計算と情報科学的解析を融合させることで、合成化学的に重要な金属を用いた均一的触媒反応および、医学的にも重要な酵素反応機構の非共有結合性相互作用、添加物の効果、立体配座によるエネルギー分布をはじめとした統計力学的効果および動力学効果の役割を明確にすることを目的とする。期間全体の実績として、（１）金属触媒を用いた種々の化学選択的あるいは立体選択的な分子変換反応に関するDFT計算を行い、メカニズムの解明や律速段階の予測などを種々の論文に報告した。（２）さまざまな酵素の化学的性質を、マルチフィジックス手法や情報科学的手法を組み合わせながら検討し、立体配座の重要性を理解した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
以上行った研究は、医薬の設計や高効率的・選択的反応設計に役立つであろうと考えられる。さらに、マルチフィジックス的手法や情報科学的解析方法を駆使していることから、これらの改良・開発にも指針を与えると期待される。
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