2018 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical studies on the interaction between actinide species and biomolecules
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16H04635
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
望月 祐志 立教大学, 理学部, 教授 (00434209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 岳志 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (80505909)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 保険物理 / フラグメント分子軌道法 / 分子動力学 / アクチニド / 相互作用エネルギー / FMO / MD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、分子動力学(MD)計算とフラグメント分子軌道(FMO)計算を連携させることにより、原子力工学の保健物理・環境安全分野におけるアクチニド系の分子イオン種(あるいはイオン種)と生体分子との複合系に関する理論計算・シミュレーション手法を提案し、実証する研究を進めてきました。
最終2018年度は、2017年度までの応用計算の中で課題として顕在化したポイントに対する対応、論文の投稿・出版、ならびに今後を見据えた予備的検討を行いました。
改善点の１つは、sp2混成炭素でのフラグメント分割で、エネルギーだけでなく微分までの計算がABINIT-MPで可能となりました。これにより、ペプチド結合で直截に切断出来るため、カルボニル酸素が配位結合などの相互作用に関与する場合でもアミノ酸残基の「ズレ」の問題が生じません。もう１つの改善は、3次摂動（MP3）計算の恒等分解（RI）による加速で、分担者の石川が開発しているPAICSに最初に実装され（論文出版済）、続けてABINIT-MPも移植されました。
次に2017年までの応用計算の論文ですが、カルモデュリン-イオン系に関しては連携先の独国の研究所でのアクチニド実験グループの強い意向があり、高IFの雑誌への投稿が未だに続いている状況です。一方、DNA-ウラニル系はChem. Comm.誌に出版し、高評価を得たために掲載号の表紙を飾ることが出来ました。
試行的な応用計算では、カルサイト表面への人造ペプチドの相互作用解析をMD-FMO連携で行い、各アミノ酸残基の役割を特定しました。フミン質などの不定高分子の粗視化モデリングを意識し、FMO計算と散逸粒子動力学（DPD）を組み合わせたマルチスケールシミュレーション手法の適用についても準備を進めました。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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