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DNAの電気伝導性と構造揺らぎに関する理論的研究

公募研究

研究領域揺らぎが機能を決める生命分子の科学
研究課題/領域番号 21107529
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関分子科学研究所

研究代表者

吉田 紀生  分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (10390650)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2010年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2009年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード3D-RISM-SCF / DNA / 電気伝導 / 正孔移動 / 構造揺らぎ
研究概要

平成21年度に開発したQM/MM/RISMプログラムにDNAの電子状態と構造揺らぎを効率的に解析するための改良を施した。まず、DNAのような強く分極した部位をもつ分子に対する計算安定性を向上させるために、RESP法による部分電荷決定手法を取り入れた。また、QM/MM/RISMアルゴリズムで溶媒効果による構造揺らぎを効率よく探索するために、RESP法を含めた形での自由エネルギーの解析的な一次微分の式を導出し、構造探索プログラムへの導入を行った。本プログラムは前年につづいてDNAのインターカレーションの解析に用いた。本研究の成果はJournal of Molecular Liquids誌に掲載された。
本プログラム用いてDNAのB-Z構造転位に関する研究も行った。この研究成果はJournal of Physical Chemistry B誌に掲載された。
他にも、本新学術領域内の共同研究として、奈良先端大の片岡教授および分子科学研究所の平田教授と蛍光蛋白質のPYP内部に閉じ込められた水のプロトン化状態に関する研究を行った。この研究は論文としてまとめられ、現在Journal of Molecular Liquids誌へ投稿中である。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (21件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Affinity of Small Ligands to Myoglobin Studied by the 3D-RISM Theory2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuomi Kiyota, Norio Yoshida, Fumio Hirata
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: Vol.159 ページ: 93-98

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The electronic-structure theory of a large-molecular system in solution : Application to the intercalation of proflavine with solvated DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Norio Yoshida, Yasuomi Kiyota, Fumio Hirata
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: Vol.159 ページ: 83-92

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton transport through the Influenza A M2 channel : 3D-RISM Study2010

    • 著者名/発表者名
      Saree Phongphanphanee, Thanyada Rungrotmongkol, Norio Yoshida, Supot Hannongbua, Fumio Hirata
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: Vol.132 ページ: 9782-9788

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Selectivity in Aquaporin Channels Studied by the 3D-RISM Theory2010

    • 著者名/発表者名
      Saree Phongphanphanee, Norio Yoshida, Fumio Hirata
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: Vol.114 ページ: 7967-7973

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting the Salt-Induced Conformational Change of DNA with 3D-RISM Theory2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maruyama, Norio Yoshida, Fumio Hirata
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: Vol.114 ページ: 6464-6471

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] QM/MM/3D-RISM study of solvation and electronic structure of DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Norio Yoshida
    • 学会等名
      American Physical Society Meeting 2011
    • 発表場所
      Dallas convention center, Dallas, TX, USA
    • 年月日
      2011-03-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of the QM/MM/RISM theory : Application to the intercalation of proflavine with solvated DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Norio
    • 学会等名
      Third Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences-Experiments and Simulations
    • 発表場所
      Lotte hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2011-02-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス利用に向けた酵素反応解析2011

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      物性研・CMSI・次世代ナノ情報 合同研究会「計算物質科学の課題と展望」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所、千葉県
    • 年月日
      2011-01-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of the QM/MM/RISM theory : Application to the intercalation of proflavine with solvated DNA2010

    • 著者名/発表者名
      Norio Yoshida
    • 学会等名
      Pacifichem 2011
    • 発表場所
      Hawaii convention center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/RISM理論の開発とその応用2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      第24回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      AOSSA福井、福井県
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/RISM理論の開発と応用2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      第33回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学100周年記念会館、京都府
    • 年月日
      2010-11-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/RISM理論によるDNAインターカレーションの解析2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学、大阪府
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/3D-RISM study of solvation and electronic structure of DNA2010

    • 著者名/発表者名
      Norio Yoshida
    • 学会等名
      EMLG-JMLG Annual Meeting 2010
    • 発表場所
      Ivan Franko National University, Lviv, Ukraine
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] "計算科学"と"計算機科学"の連携による統計力学理論の超高並列化への挑戦2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      SS研HPCフォーラムe-scienceのフロンティア
    • 発表場所
      汐留シティセンター、東京都
    • 年月日
      2010-08-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/RISM理論によるDNAインターカレーションの解析2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      第13回理論化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館、北海道
    • 年月日
      2010-05-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/3D-RISM study of solvation and electronic structure of DNA2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      239th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      San Fransisco(USA)
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/3D-RISM study of solvation and electronic structure of DNA2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      文部科学省「最先端・高性能汎用スーパーコンピューターの開発利用」プロジェクト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4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2010-03-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/3D-RISMの開発と応用2010

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      スーパーコンピューターワークショップ2010
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2010-01-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Study of electronic structure of wet-DNA2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      揺らぎが機能を決める生命分子の科学第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂(愛知県)
    • 年月日
      2009-12-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 3D-RISM理論によるタンパク質の分子認識の解析2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー分子科学を基盤とした生命活動への理論的アプローチ
    • 発表場所
      大阪大学蛋白質研究所(大阪府)
    • 年月日
      2009-12-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM/3D-RISMによるDNAの水和構造と電子状態の研究2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      第32回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県)
    • 年月日
      2009-11-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Density-functional theoretical study combined with integral equation theory on wet-DNA2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      EMLG/JMLG Annual Meeting "Intermolecular Interactions and Liquid Structure"
    • 発表場所
      Salzburg(Austria)
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Density-functional theoretical study combined with integral equation theory on wet-DNA2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      13th International Conference on the Application of Density Functional Theory in Chemistry and Physics, DFT2009
    • 発表場所
      Lyon(France)
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 3D-RISM理論の生体分子への応用と次世代スーパーコンピューターでの展開2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      第22期CAMMフォーラム
    • 発表場所
      虎ノ門パストラル(東京都)
    • 年月日
      2009-08-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 3D-RISM理論による蛋白質の分子認識の解析2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生、平田文男
    • 学会等名
      第12回理論化学討論会
    • 発表場所
      武田先端知ビル(東京都)
    • 年月日
      2009-05-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液体の積分方程式理論の解法と、電子状態計算との連成時の問題2009

    • 著者名/発表者名
      吉田紀生
    • 学会等名
      アルゴリズムによる計算科学の融合と発展
    • 発表場所
      筑波大学計算科学研究センター(茨城県)
    • 年月日
      2009-04-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Chapter 4 in Bihan and Fukuyama(Ed.) : "Water, the forgotten biological molecule."2011

    • 著者名/発表者名
      Norio Yoshida, Yasuomi Kiyota, Thanyada Rungrotmongkol, Saree Phongphanphanee, Takashi Imai, Fumio Hirata
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Model-Free "Solvent Modeling" in Chemistry and Biochemistry Based on the Statistical Mechanics of Liquids, in Feig(Ed.) : "Modeling Solvent Environments."2010

    • 著者名/発表者名
      Norio Yoshida, Yasuomi Kiyota, Yasuhiro Ikuta, Takashi Imai, Fumio Hirata
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Willy-VCH
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] A Statistical Mechanics Theory of Molecular Recognition, Chapter 10, in Water and Biomolecules - Physical Chemistry of Life Phenomena2009

    • 著者名/発表者名
      Takashi Imai, Norio Yoshida, Andriy Kovalenko, Fumio Hirata
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Springer Science
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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