アンサンブル

特集「観測量と分子シミュレーション」

特集「観測量と分子シミュレーション」にあたって

秋山良

2013 年 15 巻 2 号 p. 79-80
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.79

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誘電緩和測定で見られる速い緩和とイオンの水和描像

久保田陽二

2013 年 15 巻 2 号 p. 81-85
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.81

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マイクロ波を用いた誘電緩和スペクトルの測定において, イオン付近の水に速い緩和成分が見られる事が知られている. 本研究では, 計算する物理量を検討して分子動力学シミュレーションを行うことで, 実験で見られる水の速い誘電緩和を再現した. 従来の水和描像では速い緩和成分をもつ水はイオンから中距離の層に存在していると考えられていたが, それよりも近い構造形成的な水和層に存在している事がわかった.

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タンパク質 λ Croの分子動力学シミュレーションとX線結晶構造解析とNMRの実験データの比較

宮下治

2013 年 15 巻 2 号 p. 86-91
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.86

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遺伝子発現の制御に関わるタンパク質，λ Croの構造はX 線結晶構造解析とNMRにより複数得られている．それらは異なった構造を取っており，構造変化が機能発現に重要であると示唆する一方，それぞれの構造が水溶液中での構造にどのように対応しているのかはっきりとは解っていない．さらに，実験条件が最終的な構造モデルに影響をしていることも考えられる．そこで，分子動力学シミュレーションを行い，水溶液中での運動を再現し，エネルギー解析を行なうことで，それぞれの構造の機能的位置付けを議論した．

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定積・定圧・任意条件下における溶媒和熱力学量とその温度依存性

甲賀研一郎

2013 年 15 巻 2 号 p. 92-96
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.92

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定積，定圧，または任意の微小体積変化をともなう溶媒和過程のいずれを選択するかにより，溶媒和自由エネルギーは変化しないが，溶媒和エンタルピーおよび溶媒和エントロピーは変化することを振りかえり，低温における疎水性水和に特徴的な負の溶媒和エンタルピーと正の溶媒和自由エネルギーが実現する条件について考察する．また，任意の溶媒和過程に対する溶媒和エンタルピーまたはエントロピーは，溶媒和自由エネルギーの温度微分—定圧，定積条件とは異なる温度微分—に関係づけられることを示す．

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特別寄稿

宇宙線の研究から「秩序－無秩序現象」の計算機実験へ

上田顕

2013 年 15 巻 2 号 p. 97-110
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.97

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最近の研究から

2成分脂質混合膜における脂質分子のflip-flop 運動

小串典子

2013 年 15 巻 2 号 p. 111-115
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.111

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生体膜における脂質分子の特徴的な運動の一つが二重膜の上下層を行き来する垂直拡散(flip-flop)運動であり，脂質分子により非常に大きく拡散係数が異なる．こうした脂質分子の運動は膜融合や小胞輸送などの膜の変形や，膜上でのタンパク質の活性などに関与している．本研究では,粗視化モデルをもちいてコレステロール(CHOL)，ジアシルグリセロール(PODAG)，セラミド(SCER)の３種類の脂質分子のflip-flop 運動について分子動力学計算を用いて調べた．その結果，flip-flop 運動では脂質分子と水の相互作用が本質的に重要であり，同一のリン脂質二重膜中では膜表面における滞在時間の長さに反比例してCHOL >> PODAG > SCER の順にflip-flop 率が高いことが分かった．また，膜の種類によっても異なり，膜の不飽和度が高く流動性が高い膜中ほど高いflip-flop 率を示すことが分かった．

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連載

電子状態理論の初歩

V

志賀基之

2013 年 15 巻 2 号 p. 116-119
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.116

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近年の大型並列計算機の発展とともに分子シミュレーションと電子状態計算を統合した第一原理シミュレーションが普及し，国際標準になりつつある．これを用いて，従来では扱えなかった複雑な化学反応動力学や，光吸収や電磁場応答のような電子状態由来の物性などを対象に，さまざまな応用研究が広まっている．本稿では，電子状態理論の基礎をなすHartree-Fock 法について，分子シミュレーションとの接点を少し意識しながら再考したい．

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博士論文紹介

分子動力学シミュレーションを用いたナノスケールにおける低分子系の融解現象の解明

金子敏宏

2013 年 15 巻 2 号 p. 120-124
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.120

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分子数個程度のサイズの空隙に閉じ込められた分子は，粒子数の制限や空間の制限の影響によりバルクの物質には見られない固液相転移現象を示す．このメカニズムを解明することで，ミクロな世界の相転移に関する基礎的な知見が得られるとともに，固液相転移を促進・阻害する新しい技術の提案につながると期待される．そこで，本研究では分子動力学シミュレーションを用いて，粒子数や空間に制限が課された単原子分子や水分子の固液相転移現象を解明するとともに，拡張アンサンブル法を用いて固液平衡温度の定量的な決定を行なった．

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アミノ酸残基の双極子モーメントに関する量子化学的研究

三枝俊亮

2013 年 15 巻 2 号 p. 125-128
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.125

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ペプチド中におけるアミノ酸残基の双極子モーメントを，ab initio MO 法を用いて計算した．αヘリックスとβシートについて独自モデルを用い，主鎖間水素結合や隣接する残基の影響を考慮に入れた双極子モーメントを計算し，重み付き平均化により構造異性体の双極子モーメントも考慮した．計算したアミノ酸残基の双極子モーメントを組み合わせることで，ペプチド全体の双極子モーメントを再現できることを確認した．また，光学異性体であるL-アミノ酸とD-アミノ酸で双極子モーメントが異なることを見出し，双極子モーメントを主鎖部と側鎖部に分割することで，その理由を解析した．

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研究室だより

東京薬科大学生命科学部生命物理科学研究室

高須昌子

2013 年 15 巻 2 号 p. 129-132
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.129

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海外紹介

ケンブリッジ大学化学科を訪問して

岡本祐幸

2013 年 15 巻 2 号 p. 133-138
発行日: 2013/04/30
公開日: 2014/04/30

DOIhttps://doi.org/10.11436/mssj.15.133

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