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自由エネルギー面上における酵素反応メカニズムの新しい解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23550021
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

麻田 俊雄  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10285314)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード分子動力学法 / 自由エネルギー勾配法 / 反応経路最適化 / QM/MM法 / 凝縮系 / 化学反応メカニズム / 応答核 / 自由エネルギー / Charge Response Kernel / 原子分極 / 分子動力学シミュレーション / プログラム開発 / Nudged Elastic Band法 / QM/MM 法 / 自由エネルギー面 / 構造最適化
研究概要

化学反応のほとんどは溶液内や生体内反応などの分子凝縮系で実現する。分子凝縮系で起こる化学反応を理論的に解明することができれば、我々の生活を豊かにする物質を理論的に設計することが可能になる。本研究では、これを実現するための着実な発展を可能にするため、基礎理論から高速に分子間の相互作用を予測し、信頼性の高い凝縮系中の化学反応経路を自動的に最適化する方法を開発することに成功した。さらに、これらを近年の並列計算機プログラムとして実装することに成功した。今後の機能性物質の開発や理論の発展に大きく寄与する成果である。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (34件) (うち招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Theoretical Investigation of the Reaction Mechanism of ClONO2 + HCl → HNO3 + Cl2 on (H2O)n (n = 0-3) Cluster2013

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, T.Okajima, and S.Koseki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 117 号: 33 ページ: 7928-7938

    • DOI

      10.1021/jp406175j

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Orbit Coupling Analyses of the Geometrical Effects on Phosphorescence in Ir(ppy)3 and Its Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Koseki; Na-oya Kamata, Toshio Asada, Shigeyuki Yagi, Hiroyuki Nakazumi Takeshi Matsushita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: on line 号: 10 ページ: 5314-5327

    • DOI

      10.1021/jp312032s

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A minimal implementation of the AMBER-PAICS interface for Ab initio FMO-QM/MM-MD simulation.2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Okamoto
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 86(2) 号: 5 ページ: 210-222

    • DOI

      10.1002/jcc.21678

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] QM/MM investigation on the degradation mechanism of the electron transporting layer2011

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, K.Ohta, T.Matsushita and S.Koseki
    • 雑誌名

      Theo.Chem.Acc

      巻: 130 号: 2-3 ページ: 439-448

    • DOI

      10.1007/s00214-011-1020-y

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction path optimization and vibrational frequency analysis via ab initio QM/MM free energy gradient (FEG) method : Application to Isomerization Process of Glycine in Aqueous Solution2011

    • 著者名/発表者名
      N.Takenaka, Y.Kitamura, Y.Koyano, T.Asada, and M.Nagaoka
    • 雑誌名

      Theo.Chem.Acc

      巻: 130 号: 2-3 ページ: 215-226

    • DOI

      10.1007/s00214-011-0962-4

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward a New Approach for Determination of Solute's Charge Distribition to Analyze Interatomic Electrostatic Interactions in QM/MM Simulations2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yamada, Y.Koyano, T.Okamoto, T.Asada, N.Koga, and M.Nagaoka
    • 雑誌名

      J.Comp.Chem

      巻: 32 号: 14 ページ: 3092-3104

    • DOI

      10.1002/jcc.21893

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio electron correlation studies of the intracluster reaction NO^+ (H_2O)_n → H_3O^+(H_2O)_<n-2> (HONO) at n=4 and 52011

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, S.Koseki and M.Nagaoka
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys

      巻: 13 号: 4 ページ: 1590-1596

    • DOI

      10.1039/c0cp01077d

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] QM/MM 法を用いた自由エネルギー安定構造の探索法2013

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会 2013
    • 発表場所
      京都テルサ, 京都
    • 年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical Study of Charge Transfer Process in Condenced Matter2013

    • 著者名/発表者名
      T.Asada
    • 学会等名
      The 5th International Conference at the 2012 OCARINA Annual International Meeting
    • 発表場所
      大阪市立大学, 大阪
    • 年月日
      2013-03-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] OLEDに用いられ白金錯体の燐光過程に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      小関史朗、鍵田侑希、麻田俊雄
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 除草剤;光科学系IIの電子伝達阻害剤の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      田中絢子、硯智史、麻田俊雄、川上恵典、梅名泰史、沈建仁、宮原郁子、神谷信夫
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      鳥取
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM 法を用いた自由エネルギー安定構造の探索法2013

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シロール分子のアモルファス相中における電子移動度の理論的解析2013

    • 著者名/発表者名
      前田昂太郎,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 白金錯体における燐光過程の理論的再検討2013

    • 著者名/発表者名
      小関史朗,麻田俊雄,松下武司
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Efficient algorithm to optimize structures and reaction paths on free energy surface using QM/MM MD simulation2013

    • 著者名/発表者名
      Toshio Asada
    • 学会等名
      5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical Study of Charge Transfer Process in Condenced Matter2013

    • 著者名/発表者名
      Toshio Asada
    • 学会等名
      The 5th International Conference as the 2012 OCARINA Annual International Meeting
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自由エネルギー面上の反応経路の探索2012

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会 2012
    • 発表場所
      東京大学, 東京
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Efficient Optimization algorithm of reaction pathway on free energy surface using QM/MM MD simulation2012

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, K.Sakurai, S.Koseki
    • 学会等名
      Advances in Quantum Chemistry : Interfacing Electronic Structure with Dynamics
    • 発表場所
      University of Minnesota , 米国
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Computational Approach to the Optimization Method of the Reaction Pathway on the Free Energy Surface2012

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, K.Sakurai, M.Nagaoka
    • 学会等名
      JST International Synposium on Multi-Scale Simulation of Condensed-phase Reacting System
    • 発表場所
      名古屋大学, 名古屋
    • 年月日
      2012-05-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Optimization Method of Reaction Pathway on Free Energy Surface for Decarboxylation Reaction of Propylene Carbonate2012

    • 著者名/発表者名
      Toshio Asada, Kohji Sakurai, and Shiro Koseki
    • 学会等名
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • 発表場所
      Boulder, Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical Studies on Phosphorescent Pt and Ir Complexes2012

    • 著者名/発表者名
      Shiro Koseki, Na-oya Kamata, Yuhki Kagita,Toshio Asada, and Takeshi Matsushita
    • 学会等名
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • 発表場所
      Boulder, Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient optimization algorithm of reaction pathway on free energy surface using QM/MM MD simulation2012

    • 著者名/発表者名
      Toshio Asada, Kohji Sakurai, and Shiro Koseki
    • 学会等名
      Advances in Quantum Chemistry: Interfacing Electronic Structure with Dynamics
    • 発表場所
      Minnesota, Minneapolis, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 自由エネルギー面上の反応経路の探索2012

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄
    • 学会等名
      分子科学討論会2012
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational Approach to the Optimization Method of the Reaction Pathway on the Free Energy Surface2012

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, K.Sakurai, M.Nagaoka
    • 学会等名
      JST International Synposium on Multi-Scale Simulation of Condensed-phase Reacting System
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機 EL 材料分子における燐光過程の理論的考察2012

    • 著者名/発表者名
      小関 史朗、鎌田 尚也、鍵田 侑希、麻田 俊雄
    • 学会等名
      第15回理論化学討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] QM/MM MD 法を用いたリチウム電池の正極における電解液分解反応に関する理論的解析2012

    • 著者名/発表者名
      櫻井 耕司、麻田 俊雄、小関 史朗
    • 学会等名
      第15回理論化学討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ab initio QM/MM-MD シミュレーションを用いた自由エネルギー面上の反応経路最適化2011

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄
    • 学会等名
      CAC フォーラム 1 泊研修会
    • 発表場所
      リゾーピア熱海, 静岡
    • 年月日
      2011-10-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Charge Response Kernel を用いた ab initio QM/MMMD 法による自由エネルギー最適化の理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄, 竹中規雄, 小谷野哲之, 長岡正隆, 小関史朗
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会 2011
    • 発表場所
      北海道大学, 札幌
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical investigation of inhibitor mechanism in trypsin-BPTI using ab initio QM/MM-MD simulation2011

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, N.Takenaka, S.Koseki, M.Nagaoka
    • 学会等名
      WATOC2011
    • 発表場所
      Santiago de Compostela , スペイン
    • 年月日
      2011-07-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池中における電解液分解反応の理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      櫻井耕司,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第14回理論化学討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] イリジウム錯体の燐光過程における理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      鎌田尚也,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第14回理論化学討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 白金錯体を用いた燐光発光材料の配位子および置換基効果の理論的解析2011

    • 著者名/発表者名
      鍵田侑希,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第14回理論化学討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] QM/MM 法を用いたClass C β-ラクタマーゼにおけるアシル化反応の理論的解析2011

    • 著者名/発表者名
      岡島利幸,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第14回理論化学討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical investigation of inhibitor mechanism in trypsin-BPTI using ab initio QM/MM-MD simulation2011

    • 著者名/発表者名
      T.Asada, N.Takenaka, S.Koseki, M.Nagaoka
    • 学会等名
      WATOC2011
    • 発表場所
      Santiago de compostela, Spain
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池の電解質分解反応の自由エネルギー解析2011

    • 著者名/発表者名
      櫻井耕司,麻田俊雄,長岡正隆
    • 学会等名
      計算分子科学研究拠点第二回研究会
    • 発表場所
      理化学研究所神戸
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] QM/MM 法を用いたリチウムイオン電池の電解液分解反応に関する理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      櫻井耕司,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会2011
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 白金錯体を用いた赤色燐光発光材料の理論設計2011

    • 著者名/発表者名
      鍵田侑希,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会2011
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] β-ラクタマーゼの自由エネルギー面上におけるアシル化反応の理論的解析2011

    • 著者名/発表者名
      岡島利幸,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会2011
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Charge Response Kernel を用いたab initio QM/MMMD法による自由エネルギー最適化の理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄,竹中規雄,小谷野哲之,長岡正隆,小関史朗
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会2011
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 青色燐光イリジウム錯体に関する理論的研究、第5回分子科学討論会20112011

    • 著者名/発表者名
      鎌田尚也,麻田俊雄,小関史朗
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会2011
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] ab initio QM/MM-MDシミュレーションを用いた自由エネルギー面上の反応経路最適化2011

    • 著者名/発表者名
      麻田俊雄
    • 学会等名
      CACフォーラム一泊研修会(招待講演)
    • 発表場所
      リゾートピア熱海
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fock.c.s.osakafu-u.ac.jp/~asada

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fock.c.s.osakafu-u.ac.jp/~asada/paper.html

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fock.c.s.osakafu-u.ac.jp/~asada/conference.html

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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