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広い時空間で蛋白質分子機能の詳細な原理を解明するため、これまで十分な知見が得られてこなかったナノからサブマイクロ秒領域のダイナミクスに注目し、分子シミュレーションを用いて機能と密接に結びつく蛋白質ダイナミクスを観察し、超異方性とフラストレーションという観点から具体的に下記のことを明らかにすることを研究目的とする。
(1)素過程観測:長時間分子シミュレーションによってサブマイクロ秒領域までの超異方的な蛋白質ダイナミクスの素過程を観測し、詳細な時系列解析からダイナミックなメカニズムを明らかにする。
(2)エネルギー地形解析:複数のサンプリング法による詳細な自由エネルギー解析によって蛋白質ダイナミクスを生み出すエネルギー地形を解明する。
(3)摂動の効果:ダイナミクスとエネルギー地形がシミュレーション上の設定・物理的環境やアミノ酸変異などにどのように影響されるかを調べる。
(4)機能ダイナミクス相関:蛋白質のダイナミクスが分子機能発現の上でどのような役割を果たしているか、エネルギーフラストレーションの制御に注目して広い時間領域で明らかにする。
(5)新しい統合的描像:(1-4)の結果とこれまでの知見を総括して、サブマイクロ秒領域までの蛋白質ダイナミクスに関する統合的な物理描像を構築し、分子機能のメカニズムとの関係を明らかにする。
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