Journal of Computer Chemistry, Japan
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13 巻 , 5 号
選択された号の論文の7件中1~7を表示しています
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巻頭言
ハイライト
研究論文
  • Yosuke KATAOKA, Yuri YAMADA
    13 巻 (2014) 5 号 p. 257-262
    公開日: 2014/12/25
    [早期公開] 公開日: 2014/12/06
    ジャーナル フリー
    The phase diagram for a Lennard-Jones system was estimated using conventional NPH molecular dynamics (MD) simulations. Standard periodic boundaries were assumed for unit cells containing 1000 molecules. An elongated unit cell with both solid and vacuum sections was found to be suitable for the NPH MD simulations when calculating both the melting and vapor pressure curves under pressures lower than the critical one. Under high pressures, a unit cell with both solid and liquid sections was used as the initial configuration to obtain the melting temperature. The results of these simulations were compared with the phase transition point given by the reported equations of state.
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  • 松原 正陽, 後藤 仁志
    13 巻 (2014) 5 号 p. 263-267
    公開日: 2014/12/25
    ジャーナル フリー
    多様な立体構造を形成できる糖および糖鎖において,その水酸基の回転異性は生体内の様々な分子認識機構の本質的な役割を果たしている.測定装置やシミュレーション技術の発達によって水酸基の詳細な立体配座解析が可能になってきたことから,統一的な立体配座の記述のための規約が必要になっている.本研究では,糖や糖鎖の配座異性体を一意に区別できるだけでなく,分子内および分子間相互作用を容易に識別できる,アルドヘキソピラノースの新たな命名法を提案する.本手法はピラノース環やヒドロキシメチル基の立体配座に対する従来の命名法に加え,環上の各水酸基の回転異性をピラノース環に沿って時計回り,反時計回り,内向き,あるいは外向きかによって,それぞれ"c”,"r”,"i”,"o”の4種類の記号で記述する.本手法を,気相中におけるすべての安定配座異性体の識別に適用し,ほぼ全ての配座異性体を一意に区別できることを確認した.
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  • 若月 泰孝, 青山 智夫, 滝川 雅之
    13 巻 (2014) 5 号 p. 268-277
    公開日: 2014/12/25
    ジャーナル フリー
    福島第1原発の事故に伴う放射性物質の拡散沈着量を推定するために,トレーサ濃度の質量沈着方程式を検討した.この沈着方程式は,大気中における放射性物質の拡散沈着シミュレーションによる大気中の濃度と降水量から,地上の空中線量率を求めるための式である.トレーサ中の放射性核種からのガンマ線束が評価され,空間線量率を理論的に計算することができる.空間線量率の観測値を用いて,方程式中の4つのパラメータを最適化した.この方程式は,大気の拡散沈着シミュレーション結果の経験的補正式として機能するだけでなく,物理的な沈着過程の理解にも結び付く.本経験式をパラメータ最適化地点以外の任意の地点(R114,R399,福島県の磐越高速道路沿いの32地点)の2011年3月15日∼16日の空間線量率の計算に適用した.これらは文部科学省,KEK,福島県によって測定されたものである.計算値の71%は誤差比率3.1以下であって,誤差は非最適の場合より有意に小さくなった.
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  • Yasuhiro MATSUURA, Ichiro YAMATO, Tadashi ANDO, Atsushi SUENAGA
    13 巻 (2014) 5 号 p. 278-291
    公開日: 2014/12/30
    ジャーナル フリー
    OmpF porin is one of the major components of the outer membrane proteins in Escherichia coli, and it facilitates the transport of small hydrophilic molecules across the outer membrane. The conductance values of various alkali metal ions for OmpF porin show a trend of Li+ < Na+ < K+ < Rb+ ~ Cs+ (C. Danelon, A. Suenaga, M. Winterhalter, and I. Yamato, Molecular origin of the cation selectivity in OmpF porin: single channel conductances vs. free energy calculation. Biophysical chemistry 104 (2003) 591–603.) On the other hand, permeability ratios of the alkali metal ions to chloride anions, estimated by zero-current membrane potential measurements, show an opposite trend at low salt concentrations, that is, Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+, meaning that the protein has a small cation selectivity. In order to elucidate the physico-chemical mechanisms responsible for the conductance and selectivity of OmpF porin, we performed all-atom molecular dynamics (MD)/free energy calculations of the protein. In MD simulations at low salt concentrations under an electric field; simultaneous binding of two Na+ ions to Asp113 in the constriction zone of OmpF porin was observed in the Na+ permeation processes, which is consistent with a previous simulation study (A. Suenega, Y. Komeiji, M. Uebayasi, T. Meguro, M. Saito, and I. Yamato, Computational observation of an ion permeation through a channel protein. Bioscience reports 18 (1998) 39–48.) Then, we hypothesized that the stability of the two-cation bound states plays an important role in determining the conductance sequence of monovalent cations. Driven by this idea, we estimated the binding affinities of two Li+, Na+, and K+ ions to Asp113 in the bound state by a free energy calculation technique, showing that the affinity decreases with their atomic radii, that is, Li+ > Na+ >> K+. This result is qualitatively consistent with the experimental observation of the protein under the electric field and offers new insights into understanding the ion permeation mechanism of OmpF porin.
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