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

2010 年度 実績報告書

構造ゆらぎを促進する分子シミュレーション手法の開発と自由エネルギー計算

計画研究

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 20107002
研究機関名古屋大学

研究代表者

岡本 祐幸  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70185487)

キーワード生体系 / 蛋白質 / 分子シミュレーション / 拡張アンサンブル / 自由エネルギー計算
研究概要

タンパク質系のポテンシャルエネルギー(力場)のパラメータの改良をさらに行った。特に、OPLS/UAの力場の改良に成功した。また、2000年に我々が開発した、多変数レプリカ交換法の一つの例として、温度の代わりに、タンパク質分子内の原子のファンデルワールス半径のスケール値を交換する、新しい拡張アンサンブル法(ファンデルワールスレプリカ交換法)を開発した。これは、水中のタンパク質のレプリカ交換シミュレーションで膨大な数のレプリカが必要になるという困難を克服するものである。水中のアラニン・ジペプチドの系でその有効性を示した。更に、昨年定式化した、多次元拡張アンサンブル法の一般論の一例として、定圧・定温アンサンブルにおける拡張アンサンブル法を議論し、特に、新たにこのアンサンブルにおいて温度と圧力のランダムウォークを引き起こす、焼き戻し法(simulated tempering)版を開発した。これらの手法を水中のアラニン・ジペプチドに適用し、1回のシミュレーションの結果から任意の温度と圧力における熱力学量を計算することができることを示した。また、タンパク質系の構造予測のための新しいエネルギー最適化法として、徐冷分子動力法と遺伝的アルゴリズムを合体させた新しい手法を開発した。更には、創薬のための準備として、薬剤候補の小分子の水中での構造とタンパク質に合体した構造を自由エネルギー地形を計算して比較した。その準備として、小分子の部分電荷の計算に2つの手法を適用し、その有効性を調べた。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (17件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] New conformational search method using genetic algorithm and knot theory for proteins2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakae, T.Hiroyasu, M.Miki, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Pacific Symposium on Biocomputing

      巻: 16 ページ: 217-228

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized-ensemble simulations in protein science2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Mori, A.Mitsutake, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th Japan-Russia International Workshop MSSMBS'10 "Molecular Simulations Studies in Material and Biological Sciences"

      ページ: 46-60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependency of ligand free energy landscapes on charge parameters and solvent models2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Okamoto, T. Tanaka, and H. Kokubo
    • 雑誌名

      Journal of Computer-Aided Molecular Design

      巻: 24 ページ: 699-712

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Folding simulations of three proteins having all alpha-helix, all beta-stand and alpha/beta structures2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakae and Y. Okamoto
    • 雑誌名

      Molecular Simulation

      巻: 36 ページ: 302-310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Replica-exchange method in van der Waals radius space : overcoming steric restrictions for biomolecules2010

    • 著者名/発表者名
      S.G.Itoh, H.Okumura, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 132 ページ: 134105(8)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helix-hairpin transitions of a designed peptide studied by a generalized-ensemble simulations2010

    • 著者名/発表者名
      S.G.Itoh, A.Tamura, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation

      巻: 6 ページ: 979-983

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Replica-exchange molecular dynamics simulations for various constant temperature algorithms2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Mori, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: 074001(8)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized-ensemble algorithms for the isobaric-isothermal ensembles2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Mori, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: 074003(5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophobic core formation and dehydration in protein folding studied by generalized ensemble simulations2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yoda, Y.Sugita, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 99 ページ: 1637-1644

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimisation of OPLS-UA force-field parameters for protein systems using protein data bank2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakae, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Molecular Simulation

      巻: 36 ページ: 1147-1155

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 『拡張アンサンブル法』の特集にあたって2010

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 雑誌名

      分子シミュレーション研究会会誌"アンナンブル"

      巻: 12 ページ: 6-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチカノニカルレプリカ交換分子動力学法による小蛋白質の折れ畳みシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      依田隆夫、杉田有治、岡本祐幸
    • 雑誌名

      分子シミュレーション研究会会誌"アンサンブル"

      巻: 12 ページ: 15-18

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 計算機シミュレーションによるアミロイド病発現原理の追求2010

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 雑誌名

      Medical Bio(10月別冊、特集「揺らぎと生体機能」)

      ページ: 17-20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-dimensional multicanonical algorithm, simulated tempering, replica-exchange method, and all that2010

    • 著者名/発表者名
      A.Mitsutake, Y.Mori, Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 4 ページ: 89-105

  • [学会発表] US-Japan Workshops on Computational Physics-International Liaison Activities2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2011
    • 発表場所
      Dallas, Texas, USA
    • 年月日
      20110321-20110325
  • [学会発表] Generalized-ensemble algorithms : powerful conformational sampling techniques for biomolecular simulations2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      Jawaharlal Nehru University International Conference, Biomolecular Simulation : Algorithm and Application
    • 発表場所
      New Delhi, India(招待)
    • 年月日
      20110315-20110316
  • [学会発表] Multidimensional generalized-ensemble algorithms for biomolecular simulations2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      The 3rd Korea-Japan Seminar on Biomolecular Sciences-Experiments and Simulations
    • 発表場所
      Jeju, Korea(招待)
    • 年月日
      20110227-20110301
  • [学会発表] レプリカ交換法を実現する付加機能ソフトREM2011

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 学会等名
      文部科学省「最先端・高性能スーパーコンピュータの開発利用」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5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20110222-20110223
  • [学会発表] 計算機シミュレーションによる生体分子科学研究2011

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 学会等名
      岡崎統合バイオサイエンスセンター「10周年記念シンポジウム」
    • 発表場所
      岡崎(招待)
    • 年月日
      20110210-20110212
  • [学会発表] Computer simulations of biomolecular system2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      The 7th Asian Biophysics Association (ABA) Symposium
    • 発表場所
      New Delhi, India(招待)
    • 年月日
      20110130-20110202
  • [学会発表] レプリカ交換法プログラム:REM2011

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 学会等名
      スーパーコンピュータワークショップ2011「分子科学プログラムライブラリの充実にむけて」
    • 発表場所
      岡崎(招待)
    • 年月日
      20110124-20110125
  • [学会発表] New coformational search method using genetic algorithm and knot theory for proteins2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakae, T.Hiroyasu, M.Miki, Y.Okamoto
    • 学会等名
      Pacific Symposium on Biocomputing 2011 (PSB2011), The Big Island of Hawaii, USA
    • 発表場所
      The Big Island of Hawaii, USA
    • 年月日
      20110103-20110107
  • [学会発表] Efficient conformational sampling techniques for biomolecular simulations2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      G-COE Symposium in Nagoya on Biochemistry and Biotechnology
    • 発表場所
      Nagoya, Japan(招待)
    • 年月日
      2011-01-12
  • [学会発表] レプリカ交換法による膜蛋白質の立体構造予測2010

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 学会等名
      次世代スパコンプロジェクト連続研究会「イオンチャネル(No.2)」
    • 発表場所
      福井
    • 年月日
      20101202-20101203
  • [学会発表] Generalized-ensemble algorithms for multiscale biomolecular simulations2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      BioScience2010 Workshop on Expanding the Frontiers of Biomolecular Science
    • 発表場所
      Juelich, Germany(招待)
    • 年月日
      20101115-20101117
  • [学会発表] 分子シミュレーションによる分子内運動の計測2010

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 学会等名
      真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      吹田(招待)
    • 年月日
      20101104-20101106
  • [学会発表] Generalized-ensemble simulations in protein science2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      The 4th Japan-Russia International Workshop on Molecular Simulation Studies in Material and Biological Sciences (MSSMBS'10)
    • 発表場所
      Dubna-Moscow, Russia(招待 Keynote Talk)
    • 年月日
      20100926-20100929
  • [学会発表] Residual entropy of ordinary ice calculated from multicanonical Monte Carlo simulations2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto, C.Muguruma, B.A.Berg
    • 学会等名
      21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics ICCT-2010
    • 発表場所
      Tsukuba Japan
    • 年月日
      20100731-20100806
  • [学会発表] Folding and misfolding simulations of biomolecules2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 学会等名
      The 10th Taiwan International Symposium on Statistical Physics (StatPhys-Taiwan-2010)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan(招待)
    • 年月日
      20100727-20100731
  • [学会発表] 構造揺らぎを促進する分子シミュレーション手法の開発と自由エネルギー計算2010

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 学会等名
      新学術領域研究「揺らぎと生体機能」平成22年度合同班会議
    • 発表場所
      片山津
    • 年月日
      20100627-20100630
  • [学会発表] Computer simulations of protein folding and misfolding2010

    • 著者名/発表者名
      岡本祐幸
    • 学会等名
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      札幌(招待)
    • 年月日
      20100616-20100618
  • [図書] Proceedings of the 4th Japan-Russia International Workshop MSSMBS'10 "Molecular Simulations Studies in Material and Biological Sciences", K.Kholmurodov (ed.), (Nova Science, Hauppauge)2011

    • 著者名/発表者名
      Y Mori, A.Mitsutake, Y Okamoto
    • 総ページ数
      44-60
    • 出版者
      Generalized-ensemble simulations in protein science

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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