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2010 年度 実績報告書

多自由度・大規模系における反応と構造空間探索

計画研究

研究領域コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス
研究課題/領域番号 22104009
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

研究機関名古屋大学

研究代表者

倭 剛久  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (90251587)

研究分担者 光武 亜代理  慶応義塾大学, 理工学部, 助教 (00338253)
キーワード分子シミュレーション / 電子状態計算 / 生物物理 / 計算物理 / 分子科学
研究概要

ロドプシンは超高感度の光センサータンパク質である。その光吸収極大波長は棲息域の光学的環境に適応している。海中の魚類は、深度に応じてロドプシンのアミノ酸配列を変化させ、光吸収極大波長を調節している。ロドプシンの吸収波長制御機構をしらべるには、2つの課題を克服する必要がある。第一にタンパク質の構造空間探索。第二に、精密な励起エネルギーの評価である。我々はアナゴのロドプシンとその祖先型ロドプシンの立体構造をホモロジーモデリング法で予測し、長時間分子シミュレーションで統計アンサンブルを生成、さらに高精度の分子軌道法で吸収スペクトルを解析した。そして、吸収波長制御の分子機構をあきらかにした。アミノ酸変異の吸収波長に対する構造的な要因を同定するため、主成分分析法を拡張してもちいた。その結果、レチナールのボンド長交代と、カウンターイオン変位力種要な役割を果たしていることが見いだされた。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] はたらくタンパク質:エネルギー、電子、プロトン、リガンド移動の計算生体高分子科学2010

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 雑誌名

      高分子論文集(特集「計算高分子科学」)

      巻: 67 ページ: 179-186

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular mechanism of long-range synergetic color tuning between multiple amino acid residues in conger rhodopsin2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺宙志
    • 雑誌名

      Biophysics

      巻: 6 ページ: 67-78

    • 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
      光武亜代理
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 4 ページ: 89-105

  • [雑誌論文] 多変数拡張アンサンブル法2010

    • 著者名/発表者名
      光武亜代理
    • 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: 29-35

    • 査読あり
  • [学会発表] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2011

    • 著者名/発表者名
      都築峰幸
    • 学会等名
      生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20110330-20110331
  • [学会発表] クリプトクロームにおける電子移動反応の理論的研究2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤竜馬
    • 学会等名
      生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20110330-20110331
  • [学会発表] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2011

    • 著者名/発表者名
      都築峰幸
    • 学会等名
      物理学会
    • 発表場所
      新潟(予稿集)
    • 年月日
      20110325-20110328
  • [学会発表] 視物質ロドプシンの吸収波長制御メカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 学会等名
      コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス 平成22年度研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20110304-20110305
  • [学会発表] ミオグロビンと気体分子の相互作用解析2011

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 学会等名
      コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス 平成22年度研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20110304-20110305
  • [学会発表] 多自由度・大規模系における反応と構造空間探索:生体系へのアプローチ2010

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 学会等名
      第4回物性科学領域横断研究会 凝縮系科学の最前線
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20101113-20101115
  • [学会発表] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2010

    • 著者名/発表者名
      都築峰幸
    • 学会等名
      生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20101113-20101115
  • [学会発表] Ligand-protein interaction studied by computer simulation and time-resolved x-ray crystallography2010

    • 著者名/発表者名
      都築峰幸
    • 学会等名
      物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20101113-20101115
  • [学会発表] Proteins at work : Computational biophysics of energy, electron, Proton transfer and ligand migration2010

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 学会等名
      COE Start-up International Workshop
    • 発表場所
      Chiba University, Japan
    • 年月日
      20101111-20101112
  • [学会発表] ミオグロビンのリガンド位置と平均力ポテンシャル変化2010

    • 著者名/発表者名
      都築峰幸
    • 学会等名
      第50回生物物理夏の学校
    • 発表場所
      一宮
    • 年月日
      20100903-20100906
  • [学会発表] Intramolecular communication chart of proteins : Computational analysis of energy transfer pathways2010

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 学会等名
      Thermal transport at the nanoscale, Telluride Science Research Center Workshop
    • 発表場所
      Telluride, CO, USA
    • 年月日
      20100621-20100625
  • [学会発表] ミオグロビンのリガンド位置と平均力ポテンシャル変化2010

    • 著者名/発表者名
      都築峰幸
    • 学会等名
      蛋白質科学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20100616-20100618
  • [学会発表] 多自由度・大規模系における反応と構造空間探索2010

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 学会等名
      コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス キックオフ・ミーティング
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-09-18
  • [学会発表] Multidimensional Generalized-ensemble Algorithm for Protein Folding and Binding Simulations2010

    • 著者名/発表者名
      光武亜代理
    • 学会等名
      The Fourth Shanghai International Conference on Biophysics and Molecular Biology (2010SICBM)
    • 発表場所
      Shanghai and Jiashan, China
    • 年月日
      2010-08-10
  • [図書] タンパク質の立体構造入門 基礎から構造バイオインフォマティックスへ 第6章 分子シミュレーション的な技法 第1節 全原子モデルの分子シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      倭剛久
    • 総ページ数
      124-133
    • 出版者
      講談社

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公開日: 2012-07-19  

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