水の多様性に関する理論的研究;揺らぎ、相転移、反応

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19350009
• 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: 物理化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大峯 巌 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60146719)
• 研究分担者: 斎藤 真司 自然科学研究機構, 分子科学研究所, 教授 (70262847)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 水, 水素結合ネットワーク / 揺らぎ / 氷化 / 融解 / 生体高分子反応 / プロトン移動 / イオンチャネル

研究概要

水の構造揺らぎ、それが相転移に及ぼす影響を解析し、また生体分子の反応過程における、水分子と蛋白質に因って作られる水素結合構造の揺らぎとその効果、などを調べ、
1)氷の融解、氷化過程を新しいネットワーク解析法を用いて、その分子機構を明らかにした.
2)モデルイオンチャネル系でエントロピー(長時間支配)とエネルギー(短時間支配)のバランスによって効率の良いイオン輸送が行われていることを明らかにした.
3)光励起黄色蛋白質の光サイクルの解明、光合成の反応中心で生じる光駆動プロトン取り込み機構を解明した.

研究成果

• [雑誌論文] Proton Transfer Reactions in Reaction Center of Photosynthetic Bacteria, Rhodobacter sphaeroides (2009)
  • 著者名/発表者名: Yu Kaneko, Shigehiko Hayashi and Iwao Ohmine
  • 雑誌名: J, Phys. Chem. B (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of nonlinear spectroscopies of intermolecular motions in liquid water (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki and S. Saito
  • 雑誌名: Acc. Chem Res (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple time scales hidden in heterogeneous dynamics of glass-forming liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kim and S. Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev. E (Rapid Communication) (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic Cooperative Structural Rearrange-ments in Sheared Supercooled Liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Furukawa, K. Kim, S. Saito and H. Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 102 ページ: 016001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast intermolecular dynamics of liquid water : A theoretical study on two-dimensional infrared spectroscoy (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki and S. Saito
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 128 ページ: 154521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topological building blocks of hydrogen bond network in water (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Matsumoto, A. Baba and I. Ohmine
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 127 ページ: 134504 1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton Transfer and Associated Molecular Rearrangements in Photocycle of Photoactive Yellow Protein ; Role of Water Molecular Migration on Proton Transfer Reaction (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kamiya, S.Saito and I. Ohmine
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 111 ページ: 2948-2956
  • 査読あり
• [学会発表] Intermolecular Dynamics of Water : Theoretical Studies of Heat Capacity and Nonlinear Infrared Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: India-Japan Workshop on Frontiers in Molecular Spectroscopy and Theory
  • 発表場所: Kolkata
  • 年月日: 20090307-09
• [学会発表] Molecular Simulations of signal transduction protein Ras : Structural changes and fluctuations (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20090227-0302
• [学会発表] TCS-2009 ; Theoretical Chemistry Symposium (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Ohmine
  • 発表場所: Bangalore, India
  • 年月日: 20090117-21
• [学会発表] TACC 2008, Theory and Applications of Computational Chemistry 2008 (2008)
  • 著者名/発表者名: I. Ohmine
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20080922-27
• [学会発表] Ultrafast Intermolecular Dynamics of Water (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: 4th conference on coherent multi-dimensional spectroscopy
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20080827-30
• [学会発表] Second International Symposium on "Molecular Theory for Real Systems" (2008)
  • 著者名/発表者名: I. Ohmine
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 年月日: 20080804-06
• [学会発表] Theoretical two-dimensional spectroscopy of water (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: Joint Conference of JMLG/EMLG Meeting 2007 and 30th Symposium on Solution Chemistry of Japan 'Molecular Approaches to Complex Liquids System'
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20071121-25
• [学会発表] International workshop on "Energy Landscape" (2007)
  • 著者名/発表者名: I. Ohmine
  • 発表場所: Petritoli, Italy
  • 年月日: 20070722-28
• [学会発表] Theoretical two-dimensional spectroscopy of water (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20070705-07
• [備考]
  • URL: http://theochem.chem.nagoya-u.ac.jp/wiki/wiki.cgi