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2008 年度 研究成果報告書

生体分子機能および化学反応網における選択性と統計性のダイナミックス基盤の創生

研究課題

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研究課題/領域番号 18340124
研究種目

基盤研究(B)

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
研究機関北海道大学 (2007-2008)
神戸大学 (2006)

研究代表者

小松崎 民樹  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30270549)

研究分担者 李 振風  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (90397795)
馬場 昭典  北海道大学, 電子科学研究所, 博士研究員 (50397840)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
キーワード化学反応動力学 / 力学系理論 / 一分子計測 / エネルギー地形学
研究概要

相空間構造に立脚して熱的環境において、頑健に存在し得る反応の選択性の起源とその崩壊原理を解明した。また、1分子の挙動の時系列データを通して、背後に存在する自由エネルギー地形および状態遷移ネットワーク構造をできるだけ自然な形で得る汎用なダイナミックス基盤を開発した。この方法論を用いて、将来的には、例えばアルツハイマー病の原因であるアミロイド凝集体の形成機構の解明などへの展開が期待される。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (26件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bifurcation of no-return transition states in many-body chemical reactions2009

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li, Mikito Toda, and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 130

      ページ: 124116-124122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring Remnant of Invariants Buried in a Deep Potential Well in Chemical Reactions2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 129

      ページ: 094302-094310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing Remnants of Invariants to Mediate Energy Exchange in Highly-Chaotic Many-dimensional Systems2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Teramoto and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Physical Review E 78

      ページ: 017202-017205

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1分子時系列情報から我々は何を学び取ることができるか?2008

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 雑誌名

      物性研究 91

      ページ: 121-130

  • [雑誌論文] 1分子時系列情報から読み解く生体分子の状態遷移ネットワーク2008

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 雑誌名

      日本生物物理学会生物物理 48(5)

      ページ: 282-283

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子とカオス-異常拡散と階層的規則性-2008

    • 著者名/発表者名
      松永康佑・小松崎民樹
    • 雑誌名

      日本高分子学会誌高分子 57(2)

      ページ: 58-61

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiscale Complex Network of Protein Conformational Fluctuation Buried in Single Molecule Time Series2008

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li, Haw Yang, and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Sciences USA 105

      ページ: 536-541

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical Foundation and Limitations of Statistical Reaction Theory2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Shojiguchi, Chun Biu Li, Tamiki Komatsuzaki, and Mikito Toda
    • 雑誌名

      Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation 13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fractional Behavior in Multi-Dimensional Hamiltonian Systems Describing Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Shojiguchi, Chun Biu Li, Tamiki Komatsuzaki, and Mikito Toda
    • 雑誌名

      Physical Review E76

      ページ: 056205(14pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of effective free energy landscape from single molecule time series2007

    • 著者名/発表者名
      Akinori Baba and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Sciences USA 104(49)

      ページ: 19297-19302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous Diffusionin Folding Dynamics on Minimalist Protein Landscape2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Matsunaga, Chun Biu Li, and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 99

      ページ: 238103(4pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of atechnique for the investigation of folding dynamics of single proteins for extended time periods2007

    • 著者名/発表者名
      Masahito Kinoshita, Kiyoto Kamagata, Akio Maeda, Yuji Goto, Tamiki Komatsuzaki and Satoshi Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Sciences USA 104

      ページ: 10453-10458

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fractionalbehavior in nonergodic reaction processesof isomerization2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Shojiguchi, Chun Biu Li, Tamiki Komatsuzaki, and Mikito Toda
    • 雑誌名

      Physical Review E(rapid communication) 75

      ページ: 035204(R)(4pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dimension reduction for extracting geometrical structure of multidimensional phase space : Application to fast energy exchange in the reactionO(^1D)+N_2O→NO+NO2007

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Kawai, Yo Fujimura, Okitsugu Kajimoto, Takefumi Yamashita,Chun Biu Li, Tamiki Komatsuzaki, and Mikito Toda
    • 雑誌名

      Physical Review A 75

      ページ: 022714(11pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 惑星科学と非線形科学の接点 : 化学反応から生物計算まで2007

    • 著者名/発表者名
      白川智弘・郡司ペギオ幸夫・小松崎民樹
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌遊星人 16(4)

      ページ: 322-329

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topographical complexity of multidimensional energy landscapes2006

    • 著者名/発表者名
      Gareth J. Rylance, Roy L. Johnston, Yasuhiro Matsunaga, Chun Biu Li, Akinori Baba, Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Sciences USA 103

      ページ: 18551-18555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wavelet Analysis and Arnold Web Picture for Detecting Energy Transfer in Hamiltonian Dynamical System2006

    • 著者名/発表者名
      Akira Shojiguchi, Akinori Baba, Chun Biu Li, Tamiki Komatsuzaki, and Mikito Toda
    • 雑誌名

      Laser Physics 16(7)

      ページ: 1097-1106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Definability of No-return Transition States in High Energy Regime Above Threshold2006

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li, Akira Shojiguchi, MikitoToda, and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 97

      ページ: 028302-028305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical Hierarchy in Transition States of Reactions2006

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li, Akira Shojiguchi, Mikito Toda, and Tamiki Komatsuzaki
    • 雑誌名

      Few-Body Systems 38

      ページ: 173-179

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水の場としての集団運動と生体分子の構造転移ダイナミックス2006

    • 著者名/発表者名
      納多哲史・馬場昭典・小松崎民樹
    • 雑誌名

      物性研究 86-1

      ページ: 123-129

  • [雑誌論文] タンパク質エネルギー地形における構造多様性と多次元エネルギー地形の新しい可視化手法2006

    • 著者名/発表者名
      星野恭子・松永康佑・Gareth J. Rylance, Roy L. Johnston, David J. Wales, 小松崎民樹
    • 雑誌名

      物性研究 86-1

      ページ: 117-122

  • [雑誌論文] Geometrical Structure buriedin the Phase Space of StochasticStructural Transition2006

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li, M. Toda, T. Komatsuzaki
    • 雑誌名

      物性研究 86-1

      ページ: 77-81

  • [雑誌論文] 複雑な多谷ポテンシャルエネルギー面上で生起する動力学諸問題III-タンパク質とその周辺-(研究会報告)2006

    • 著者名/発表者名
      渕上壮太郎・小松崎民樹・戸田幹人
    • 雑誌名

      物性研究 86-1

      ページ: 37-154

  • [学会発表] Exploring remnants of invariants buried in a deep potential well in chemical reactions2009

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Focus Session : The Transition State in Physics, Chemistry, and Astrophysics, APS Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh(招待)
    • 年月日
      20090316-20
  • [学会発表] What can we learn about the mechanism of complexity in kinetics and dynamics from scalar time series?2008

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Institute for Protein Research Seminar on New Approaches to Complexity of Protein Dynamics by Single Molecule Measurements : Experiments and Theories
    • 発表場所
      Osaka(招待)
    • 年月日
      20081207-09
  • [学会発表] Data-driven Modeling of Single Mechanosensitive Ion Channels from Time Series Analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li
    • 学会等名
      Institute for Protein Research Seminar on New Approaches to Complexity of Protein Dynamics by Single Molecule Measurements : Experiments and Theories
    • 発表場所
      Osaka(招待)
    • 年月日
      20081207-09
  • [学会発表] Understanding the Multiscale Dynamics of Complex Biological Systems from Single Molecule Experiments2008

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li
    • 学会等名
      日本生物物理学会シンポジウム「レア・イベントから創薬へ」
    • 発表場所
      福岡(招待)
    • 年月日
      20081203-05
  • [学会発表] 1分子計測から読み解く状態遷移ネットワーク-機械受容チャネルを例に2008

    • 著者名/発表者名
      清一人、馬場昭典、Chun Biu Li、小松崎民樹
    • 学会等名
      日本生物物理学会シンポジウム「イオンチャネルゲーティングのダイナミクスをイメージする」
    • 発表場所
      福岡(招待)
    • 年月日
      20081203-05
  • [学会発表] Multiscale Complex Network and Effective Free Energy Landscape Extracted from Single-Molecule Time Series2008

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Symposium on Linking single molecule spectroscopy and energy landscape perspectives at 46th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Fukuoka(招待)
    • 年月日
      20081203-05
  • [学会発表] 1分子時系列情報から読み解く生体機能の階層構造2008

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 学会等名
      第64回日本物理学会
    • 発表場所
      岩手(招待)
    • 年月日
      20080920-23
  • [学会発表] 「1分子計測から読み解く状態遷移ネットワーク-機械受容チャネルを例に」「膜機能分子ダイナミクスの分子機構解明に向けて」2008

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 学会等名
      生理研研究会
    • 発表場所
      岡崎(招待)
    • 年月日
      20080904-05
  • [学会発表] 化学反応や生体高分子の構造転移における「偶然と必然」の数理を探る2008

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 学会等名
      Dynamics of complex systems 2008--数学的予測方式の可能性と諸分野からのニーズ
    • 発表場所
      北海道大学(招待)
    • 年月日
      20080901-03
  • [学会発表] An Information-theoretic Approach to unveil the Multiscale Dynamics of Biophysical Systems : Information Flows among Different Scales2008

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li
    • 学会等名
      Dynamics of complex systems 2008--数学的予測方式の可能性と諸分野からのニーズ
    • 発表場所
      北海道大学(招待)
    • 年月日
      20080901-03
  • [学会発表] Extracting Multiscale Complex Network of Protein Fluctuation from Single-Molecule TimeS eries, Telluride Summer Workshop2008

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Characterizing Landscapes : From Biomolecules to Cellular Networks
    • 発表場所
      (invited)
    • 年月日
      20080706-12
  • [学会発表] 1分子時系列情報から生体分子機能の複雑さを解読する2008

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 学会等名
      分子研シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎(招待)
    • 年月日
      20080613-14
  • [学会発表] Construction of an Effective Free Energy Landscape from Single-Molecule Time Series2008

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      1st Annual Protein and Peptide Conference, BIT's 4th Life Spring Forum on protein folding and diseases-celebrating 60years of Prof. Scheraga's science(1948-2008), Shenzhen
    • 発表場所
      invited(招待)
    • 年月日
      20080422-24
  • [学会発表] On the search of new mathematical frameworks to unveil the multiscale dynamics of complex systems2008

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li
    • 学会等名
      Workshop on Interfacial dynamics on the boundaries of physics, chemistry, biology and mathematics
    • 発表場所
      Hokkaido(招待)
    • 年月日
      2008-11-20
  • [学会発表] 「1分子時系列情報から我々は何を学び取ることができるか?」「非線形科学と統計科学の対話」2007

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 学会等名
      統計数理研究所研究会
    • 発表場所
      広尾(招待)
    • 年月日
      20071126-28
  • [学会発表] 時系列から見る運動の階層性2007

    • 著者名/発表者名
      馬場昭典
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      (招待)
    • 年月日
      20070921-24
  • [学会発表] 生体分子時系列情報から我々は何を学び取ることができるか?2007

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 学会等名
      分子研研究会分子科学における連成シュミュレーションの基礎理論と応用
    • 発表場所
      岡崎(招待)
    • 年月日
      20070829-31
  • [学会発表] Dynamical Hierarchy of Transitions in Chemical Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Telluride Workshop, The Complexity of Dynamics and Kinetics in Many Dimensions
    • 発表場所
      CO, USA(招待)
    • 年月日
      20070813-24
  • [学会発表] Multiple-Time-Scale State Space Landscape buried in Single Molecule Time Series2007

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Telluride Workshop, The Complexity of Dynamics and Kinetics in Many Dimensions
    • 発表場所
      CO, USA(招待)
    • 年月日
      20070813-24
  • [学会発表] 生体分子の一分子時系列解析 : 局所平衡状態と自由エネルギー地形非線形振動子系の物理学 : 現代的問題とその解析2007

    • 著者名/発表者名
      馬場昭典
    • 学会等名
      基礎物理学研究所
    • 発表場所
      京都(招待)
    • 年月日
      20070605-07
  • [学会発表] Multiple-Time-Scale State Network Topography buried inSingle Molecule Time Series2007

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Energy Landscapes : Negotiating the Black Diamonds, Telluride
    • 発表場所
      CO, USA(invited)
    • 年月日
      20070402-06
  • [学会発表] DynamicalHierarchy of Transitions in Chemical Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      DYNAMICS OF COMPLEX SYSTEMS-mathematical modeling, method and prediction
    • 発表場所
      Hokkaido University, Hokkaido, Japan(invited)
    • 年月日
      20070319-20
  • [学会発表] What can one learn about the underlying free energy landscape or dynamical structure from single molecule time series?2006

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Discussion on "Theory and simulation of biomolecular nano-machines"
    • 発表場所
      Maiko Villa, Kobe(invited)
    • 年月日
      20061212-16
  • [学会発表] A construction of the underlying free energy landscape from single molecule time series2006

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Komatsuzaki
    • 学会等名
      Fifth East Asian Biophysics Symposium & Forty-Fourth Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa(invited)
    • 年月日
      20061112-16
  • [学会発表] Extracting Conformational Dynamics on a Photon by Photon basis in Single Molecule Electron Transfer「蛋白質の機能運動と折り畳み運動」2006

    • 著者名/発表者名
      Chun Biu Li
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 発表場所
      (招待)
    • 年月日
      20060928-29
  • [学会発表] 1分子計測時系列情報から読み取るたんぱく質系の動的構造2006

    • 著者名/発表者名
      小松崎民樹
    • 学会等名
      ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      岐阜大医学部(招待)
    • 年月日
      20060623-24
  • [備考]

    • URL

      http://mlns.es.hokudai.ac.jp

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公開日: 2010-06-10   更新日: 2016-04-21  

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