• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

生体分子の量子ダイナミクス:その理論的解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 22540421
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 生物物理・化学物理
研究機関日本医科大学

研究代表者

藤崎 弘士  日本医科大学, 医学部, 准教授 (60573243)

研究分担者 高見 利也  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (10270472)
菊地 浩人  日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
連携研究者 戸田 幹人  奈良女子大学, 理学部, 准教授 (70197896)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード生物物理 / 振動分光 / 量子ダイナミクス / 振動エネルギー緩和 / 非線形動力学 / 最適制御理論 / パスサンプリング / 化学物理 / 計算物理 / 分子機械 / 蛋白質
研究概要

生体分子などの高分子を含む、比較的大きな分子の振動のダイナミク スを解明するには、通常は基準振動解析と呼ばれる線形の解析を使うが、これでは非線形・非 平衡の効果を調べることができず、また量子効果に関しても十分に取り入れることができない。 最近では時間分解の振動分光実験において、生体分子内の振動緩和や振動エネルギー移動が非 常に短い時間・空間スケールで観測されつつあるが、その分子レベルの解明のためには理論・ 計算によるアプローチが欠かせない。そこで本研究では以前われわれが開発した摂動論の考え を越えた「分子の階層モデル」を考え、そのアルゴリズムを並列計算として実装し、最近の実 験結果に適用した。また、われわれは振動状態を制御するための最適制御理論の量子古典対応、 分子の構造変化を効率的に計算するためのパスサンプリングのアルゴリズムを開発した。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (62件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (47件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Different inhibitory potency of febuxostat towards mammalian and bacterial xanthine oxidoreductases: insight from molecular dynamics2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, H. Fujisaki, T. Furuta, K.Okamoto, S. Leimkuhler, and T. Nishino
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 2 号: 1 ページ: 331-331

    • DOI

      10.1038/srep00331

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum Free Energy Path of Ligand-Induced Transition in Adenylate Kinase2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsunaga, H. Fujisaki, T. Terada, T. Furuta, K. Moritsugu, and A. Kidera
    • 雑誌名

      PLoS Comput. Biol

      巻: 8 号: 6 ページ: 12-12

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1002555

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quantum generalization of intrinsic reactioncoordinate using path integral centroid coordinate2012

    • 著者名/発表者名
      M. Shiga and H. Fujisaki
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 136 号: 18 ページ: 18410-18410

    • DOI

      10.1063/1.4709723

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複雑量子系の最適制御理論2012

    • 著者名/発表者名
      高見利也, 藤崎弘士
    • 雑誌名

      日本医科大学基礎科学紀要

      巻: 41 ページ: 27-56

    • NAID

      40019471128

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 理論生物物理と生化学を組み合わせた薬効研究--キサンチン酸化還元酵素と阻害剤フェブキソスタットの結合機序--2012

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,古田忠臣,岡本研,菊地浩人
    • 雑誌名

      日本医科大学医学会誌

      巻: 8 ページ: 222-222

    • NAID

      130004471511

    • URL

      http://www.nms.ac.jp/jmanms/pdf/008030222.pdf

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 理論生物物理と生化学を組み合わせた薬効研究 -- キサンチン酸化還元酵素と阻害剤フェブキソスタットの結合機序 --2012

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士, 古田忠臣, 岡本研, 菊地浩人
    • 雑誌名

      日本医科大学医学会誌

      巻: 8 ページ: 222-227

    • NAID

      130004471511

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体分子における振動状態の量子ダイナミクスについて2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 雑誌名

      国士舘大学情報科学センター紀要

      巻: 32 ページ: 62-67

    • URL

      http://ci.nii.ac.jp/naid/40018887516

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体分子におけるパスサーチおよびパスサンプリングについて2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 雑誌名

      日本医科大学基礎科学紀要

      巻: 40 ページ: 83-98

    • NAID

      40018829149

    • URL

      http://college.nms.ac.jp/files/college/kiyou/09oteng_qi_hong_shi_.pdf

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Non-Markovian theory of vibrationalenergy relaxation and its applications to biomolecular systems2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujisaki, Y. Zhang, and J.E. Straub
    • 雑誌名

      Adv. Chem. Phys

      巻: 145 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1002/9781118087817.ch1

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Protein Functional Motion: Basic Concepts and Computational Methodologies2011

    • 著者名/発表者名
      S. Fuchigami, H. Fujisaki, Y.Matsunaga, and A. Kidera
    • 雑誌名

      Adv. Chem. Phys.

      巻: 145 ページ: 35-82

    • DOI

      10.1002/9781118087817.ch2

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 生体分子におけるパスサーチおよびパスサンプリングについて2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 雑誌名

      日本医科大学紀要

      巻: 40 ページ: 83-98

    • NAID

      40018829149

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Onsager-Machlup action-based path sampling and its combination with replica exchange for diffusive and multiple pathways2010

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士、志賀基之、木寺詔紀
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 132

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optimal Control of Nonlinear Dynamics: Quantum-Classical Correspondence2013

    • 著者名/発表者名
      T. Takami and H. Fujisaki
    • 学会等名
      Dynamics Days Europe
    • 発表場所
      Madrid, Spain.
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Onsager-Machlup作用を用いたペプチドのパスサンプリング2013

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,松永康佑,木寺詔紀
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      広島大
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 生体分子におけるパスサーチ・パスサンプリング2012

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 発表場所
      関西学院大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分子階層モデルを使った量子ダイナミクスII2012

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士, 菊地浩人, 戸田幹人, 高見利也
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 量子統計に従ったプロトン移動反応の経路探索2012

    • 著者名/発表者名
      志賀基之, 藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析22012

    • 著者名/発表者名
      戸田幹人, 高見利也, 福水健次, 菊地浩人, 藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] カオス系の最適制御問題における量子古典対応22012

    • 著者名/発表者名
      高見利也, 藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Path sampling based on path integral : Quantum string method and Onsager-Machlup action functional approach2012

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 学会等名
      高次元のサンプリングとデータ解析からみたシミュレーション科学
    • 発表場所
      統計数理研究所(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A multiscale approach for path sampling: Application to peptides,56th Annual Meeting of Biophysical Society2012

    • 著者名/発表者名
      H. Fujisaki, M. Shiga, and A. Kidera
    • 学会等名
      San Diego (USA)
    • 発表場所
      Oral presentation
    • 年月日
      2012-02-26
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] A multiscale approach for path sampling : Application to peptides2012

    • 著者名/発表者名
      H.Fujisaki, M.Shiga, A.Kidera
    • 学会等名
      56^<th> Annual Meeting of Biophysical Society
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2012-02-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分子階層モデルを使った量子ダイナミクス32012

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,菊地浩人,戸田幹人,高見利也
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] カオス力学系の最適制御軌道2012

    • 著者名/発表者名
      高見利也,藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical investigation of vibrational energy transfer using the tier model with ab initio potential energy surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fujisaki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on vibrational spectroscopy
    • 発表場所
      Biddeford, Maine (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 分子階層モデルを使った量子ダイナミクスII2012

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,菊地浩人,戸田幹人,高見利也
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 量子統計に従ったプロトン移動反応の経路探索2012

    • 著者名/発表者名
      志賀基之,藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] カオス系の最適制御問題における量子古典対応22012

    • 著者名/発表者名
      高見利也,藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Path Search and Path Sampling Algorithms for Complex Molecular Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fujisaki, Motoyuki Shiga, Akinori Kidera
    • 学会等名
      JST International Symposium on Multi-scale Simulation of Condensed-phase Reacting Systems
    • 発表場所
      Nagoya Univ.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析2011

    • 著者名/発表者名
      戸田幹人, 高見利也, 福水健次, 菊地浩人, 藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] カオス系の最適制御問題における量子古典対応2011

    • 著者名/発表者名
      高見利也, 藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] キサンチン酸化還元酵素に対するフェブキソスタットの阻害作用2011

    • 著者名/発表者名
      菊地浩人, 藤崎弘士, 古田忠臣, 岡本研, 西野武士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 分子階層モデルを使った生体分子の量子ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士, 菊地浩人, 戸田幹人, 高見利也
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Structure-based inhibitor mechanism of febuxostat for xanthine oxidoreductase : molecular dynamics study2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kikuchi, H.Fujisaki, T.Furuta, K.Okamoto, S.Leimkuhler, T.Nishino
    • 学会等名
      9th Triennial Congress of the World Association of heoretical and Computational Chemists
    • 発表場所
      Santiago de Compostela, Spain
    • 年月日
      2011-07-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantum dynamics in complex systems : Biomolecules, random matrix, and quantum chaotic systems2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fujisaki
    • 学会等名
      Quantum Efficiency seminar (Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS))
    • 発表場所
      Freiburg, Germany
    • 年月日
      2011-07-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子の量子エネルギー移動ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ミオシンATPaseの分子軌道法による研究-ストリング法による加水分解反応経路の計算-2011

    • 著者名/発表者名
      香川浩
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究--「鍵と鍵穴」のドグマを超えて--2011

    • 著者名/発表者名
      菊地浩人
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 多準位量子状態の最適制御と半古典極限2011

    • 著者名/発表者名
      高見利也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A multi-scale approach for path sampling2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 学会等名
      アメリカ生物物理学会
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center
    • 年月日
      2011-03-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A multi-scale approach for path sampling2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 学会等名
      バイオスーパーコンピューティングシンポジウム
    • 発表場所
      計算科学研究機構(神戸)
    • 年月日
      2011-02-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ストリング法によるタンパク質構造変化サンプリング2011

    • 著者名/発表者名
      松永康佑
    • 学会等名
      バイオスーパーコンピューティングシンポジウム
    • 発表場所
      計算科学研究機構(神戸)
    • 年月日
      2011-02-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 分子階層モデルを使った生体分子の量子ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,菊地浩人,戸田幹人,高見利也
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] カオス系の最適制御問題における量子古典対応2011

    • 著者名/発表者名
      高見利也,藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ミオシンATPaseにおける加水分解の反応経路:QM/MM法による計算2011

    • 著者名/発表者名
      香川浩、藤崎弘士、菊地浩人、志賀基之
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子の量子エネルギー移動ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,菊地浩人,高見利也,戸田幹人
    • 学会等名
      日本物理学会(第66回)
    • 発表場所
      新潟
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 多準位量子状態の最適制御と半古典極限2011

    • 著者名/発表者名
      高見利也,藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会(第66回)
    • 発表場所
      新潟
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] A multi-scale approach for path sampling2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujisaki, M. Shiga, and A. Kidera
    • 学会等名
      55th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 発表場所
      Baltimore (USA)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 水素・重水素移動反応の量子統計力学的第一原理計算2011

    • 著者名/発表者名
      志賀基之、藤崎弘士
    • 学会等名
      次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Quantum dynamics study of energy transfer phenomena in porphyrin and its classical analysis2010

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics study of the interaction between xanthine oxidoreductase and the inhibitor2010

    • 著者名/発表者名
      菊地浩人
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Capturing large-scale conformational transitions of adenylate kinase using the string method2010

    • 著者名/発表者名
      松永康佑
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Orbital Analysis to Investigate the Reaction Mechanism of ATP Hydrolysis in Myosin Motor Domain2010

    • 著者名/発表者名
      香川浩
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Path sampling for a model polymer using the Onsager-Machlup action2010

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Quantum dynamics study of energy transfer phenomena in porphyrin and its classical analysis2010

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,菊地浩人,戸田幹人,J.E.Straub
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Vibrational energy relaxation in proteins2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fujisaki
    • 学会等名
      GordonResearch Conference on vibrational spectroscopy
    • 発表場所
      Biddeford, Maine (USA)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 分子階層モデルを使った量子ダイナミクス3

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,菊地浩人,戸田幹人,高見利也
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カオス力学系の最適制御軌道

    • 著者名/発表者名
      高見利也,藤崎弘士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Onsager-Machlup作用を用いたペプチドのパスサンプリング

    • 著者名/発表者名
      藤崎弘士,松永康佑,木寺詔紀
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Advances in Chemical Physics, Vol.1452011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujisaki, Y.Zhang, J.E.Straub
    • 総ページ数
      33
    • 出版者
      Non-Markovian Theory of Vibrational Energy Relaxation and its Application to Biomolecular Systems
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Advances in Chemical Physics, Vol.1452011

    • 著者名/発表者名
      S.Fuchigami, Y.Matsunaga, H.Fujisaki, A.Kidera
    • 総ページ数
      48
    • 出版者
      Protein Functional Motions : Basic Concepts and Computational Methodologies
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://nmsrps.nms.ac.jp/nmsrps/view/top/firsttop.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi