【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】浜田 道昭 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (00596538)

【キーワード】RNA / ２次構造予測 / 修飾塩基 / 学習モデル / 確率モデル (他14件)

【概要】修飾／編集塩基を含むRNAの構造予測に向けた情報技術の研究開発を行った．修飾／編集塩基を含む既知のRNAの構造データは極めて限られているため，このような限られたデータを用いて，効果的に構造予測を行う手法の開発を行う．具体的には，少数の２次構造データから２次構造の確率モデルを学習するための，半教師有り学習の方法を新しく開発を行った．また，RNAの統合WebサーバRtoolsを開発し，一般に公開した．...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】浜田 道昭 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (00596538)

【キーワード】RNA / ２次構造予測 / 修飾塩基 / 学習モデル / 確率モデル (他14件)

【概要】修飾／編集塩基を含むRNAの構造予測に向けた情報技術の研究開発を行った．修飾／編集塩基を含む既知のRNAの構造データは極めて限られているため，このような限られたデータを用いて，効果的に構造予測を行う手法の開発を行う．具体的には，少数の２次構造データから２次構造の確率モデルを学習するための，半教師有り学習の方法を新しく開発を行った．また，RNAの統合WebサーバRtoolsを開発し，一般に公開した．...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】浜田 道昭 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (00596538)

【キーワード】RNA / ２次構造予測 / 修飾塩基 / 学習モデル / 確率モデル (他14件)

【概要】修飾／編集塩基を含むRNAの構造予測に向けた情報技術の研究開発を行った．修飾／編集塩基を含む既知のRNAの構造データは極めて限られているため，このような限られたデータを用いて，効果的に構造予測を行う手法の開発を行う．具体的には，少数の２次構造データから２次構造の確率モデルを学習するための，半教師有り学習の方法を新しく開発を行った．また，RNAの統合WebサーバRtoolsを開発し，一般に公開した．...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】荒井 規允 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (80548363)

【キーワード】界面活性剤 / ミセル / 自己集合 / 抵抗低減 / 分子シミュレーション (他11件)

【概要】トムズ効果の分子論的なメカニズムを調べるため，分子シミュレーションをを用いて，円管流れ下における界面活性剤水溶液の挙動を再現，解析を行った．管の内壁が親水的な性質の場合，界面活性剤の濃度にかかわらずシアーシニングが観察され，一方，疎水的な性質の場合ニュートン流体のような振る舞いとシアーシックニングが観察されることを示した．さらに管径を広げ，乱流領域および層流から乱流への遷移領域における界面活性剤水...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】特別研究員奨励費

【研究期間】2018-11-09 - 2021-03-31

【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40451786)

【キーワード】２次元材料 / フォノン輸送 / 分子シミュレーション / 最適化 / ナノセルロース (他7件)

【概要】半導体や絶縁体の熱輸送をフォノン輸送の観点より考えて、ナノ構造や界面構造で熱伝導を制御する科学が近年発展している。さらに、ボトムアップ自己組織化の発展にともない、フォノン波の特性長と同程度の長さスケールの構造を用いれば、フォノンの波動性や粒子性と両方を利用した制御が実践できる可能性がある。そこで本研究では、フォノニック結晶や低次元材料の熱輸送とその制御性を理解し、フォノンエンジニアリングを実践する...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】浜田 道昭 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (00596538)

【キーワード】RNA / ２次構造予測 / 修飾塩基 / 学習モデル / 確率モデル (他14件)

【概要】修飾／編集塩基を含むRNAの構造予測に向けた情報技術の研究開発を行った．修飾／編集塩基を含む既知のRNAの構造データは極めて限られているため，このような限られたデータを用いて，効果的に構造予測を行う手法の開発を行う．具体的には，少数の２次構造データから２次構造の確率モデルを学習するための，半教師有り学習の方法を新しく開発を行った．また，RNAの統合WebサーバRtoolsを開発し，一般に公開した．...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】秋山 泰 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (30243091)

【キーワード】生体生命情報学 / アルゴリズム / 薬学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 分子シミュレーション

【概要】本研究では、無限次数多重検定法(LAMP)を開発し、ヒト乳がん細胞等における制御因子の同定に適用した。形状相補性に基づくドッキング手法MEGADOCKを発展させ、キナーゼ等の標的タンパク質の網羅的解析を実施し、結果をデータベース化した。また化合物プレ・スクリーニングを行うSpressoシステムを開発した。分子動力学計算により熱揺らぎに基づく結合ポケットの変形を評価することにより、バーチャルスクリー...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】黒田 大祐 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)

【キーワード】分子設計 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 (他15件)

【概要】2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。 (1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査してい...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】古田 忠臣 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10431834)

【キーワード】ABCトランスポーター / ATP / 基質 / 輸送 / 変異 (他11件)

【概要】ABCトランスポーターは、ATPのエネルギーを用いて膜を介して様々な基質を輸送する膜タンパク質の大きなスーパーファミリーを構成する。本研究では、分子シミュレーションを用いて、ATPや基質の結合により誘導されるABCトランスポーターTM287/288およびCFTRの非対称ダイナミクスの解析を行った。TM287/288において基質結合がアロステリックなドメイン間コミュニケーションを誘導することおよびC...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80178970)

【キーワード】抗ウィルスペプチド / ペプチド設計 / 深層学習 / タンパク質 / ドッキング予測 (他6件)

【概要】新規抗ウイルスペプチド（AVP）の計算機による生成を目的としたシステムFeedback-AVPGANを開発した。Feedback-AVPGANでは、敵対性生成ネットワーク（GAN）を用いて新規のペプチドを生成する。さらに、抗ウイルス性のあるペプチドの生成を効率化するため、フィードバック法を用いる。フィードバック法は、GANによるペプチドの生成において、既知のペプチドだけからでなく、生成した合成デー...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】黒田 大祐 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)

【キーワード】分子設計 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 (他15件)

【概要】2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。 (1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査してい...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】古田 忠臣 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 助教 (10431834)

【キーワード】ABCトランスポーター / ATP / 基質 / 輸送 / カップリングヘリックス (他9件)

【概要】ATP-binding cassette (ABC)トランスポーターは、ATPの結合・加水分解・解離のエネルギーを用いて細胞膜を介して様々な基質を輸送する膜内在性タンパク質の大きなスーパーファミリーの一つである。本研究では、細菌のABCトランスポーターMsbA, TM287/288を対象としてカップリングヘリックス(CHs)の役割やATP結合の影響に着目した分子シミュレーションによる解析を行った。...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】古田 忠臣 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10431834)

【キーワード】ABCトランスポーター / ATP / 基質 / 輸送 / 変異 (他11件)

【概要】ABCトランスポーターは、ATPのエネルギーを用いて膜を介して様々な基質を輸送する膜タンパク質の大きなスーパーファミリーを構成する。本研究では、分子シミュレーションを用いて、ATPや基質の結合により誘導されるABCトランスポーターTM287/288およびCFTRの非対称ダイナミクスの解析を行った。TM287/288において基質結合がアロステリックなドメイン間コミュニケーションを誘導することおよびC...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】古田 忠臣 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 助教 (10431834)

【キーワード】ABCトランスポーター / ATP / 基質 / 輸送 / カップリングヘリックス (他9件)

【概要】ATP-binding cassette (ABC)トランスポーターは、ATPの結合・加水分解・解離のエネルギーを用いて細胞膜を介して様々な基質を輸送する膜内在性タンパク質の大きなスーパーファミリーの一つである。本研究では、細菌のABCトランスポーターMsbA, TM287/288を対象としてカップリングヘリックス(CHs)の役割やATP結合の影響に着目した分子シミュレーションによる解析を行った。...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】古田 忠臣 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10431834)

【キーワード】ABCトランスポーター / ATP / 基質 / 輸送 / 変異 (他11件)

【概要】ABCトランスポーターは、ATPのエネルギーを用いて膜を介して様々な基質を輸送する膜タンパク質の大きなスーパーファミリーを構成する。本研究では、分子シミュレーションを用いて、ATPや基質の結合により誘導されるABCトランスポーターTM287/288およびCFTRの非対称ダイナミクスの解析を行った。TM287/288において基質結合がアロステリックなドメイン間コミュニケーションを誘導することおよびC...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】黒田 大祐 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)

【キーワード】分子設計 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 (他15件)

【概要】2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。 (1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査してい...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】浜田 道昭 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (00596538)

【キーワード】RNA / ２次構造予測 / 修飾塩基 / 学習モデル / 確率モデル (他14件)

【概要】修飾／編集塩基を含むRNAの構造予測に向けた情報技術の研究開発を行った．修飾／編集塩基を含む既知のRNAの構造データは極めて限られているため，このような限られたデータを用いて，効果的に構造予測を行う手法の開発を行う．具体的には，少数の２次構造データから２次構造の確率モデルを学習するための，半教師有り学習の方法を新しく開発を行った．また，RNAの統合WebサーバRtoolsを開発し，一般に公開した．...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】黒田 大祐 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)

【キーワード】分子設計 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 (他15件)

【概要】2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。 (1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査してい...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80178970)

【キーワード】抗ウィルスペプチド / ペプチド設計 / 深層学習 / タンパク質 / ドッキング予測 (他6件)

【概要】新規抗ウイルスペプチド（AVP）の計算機による生成を目的としたシステムFeedback-AVPGANを開発した。Feedback-AVPGANでは、敵対性生成ネットワーク（GAN）を用いて新規のペプチドを生成する。さらに、抗ウイルス性のあるペプチドの生成を効率化するため、フィードバック法を用いる。フィードバック法は、GANによるペプチドの生成において、既知のペプチドだけからでなく、生成した合成デー...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80178970)

【キーワード】抗ウィルスペプチド / ペプチド設計 / 深層学習 / タンパク質 / ドッキング予測 (他6件)

【概要】新規抗ウイルスペプチド（AVP）の計算機による生成を目的としたシステムFeedback-AVPGANを開発した。Feedback-AVPGANでは、敵対性生成ネットワーク（GAN）を用いて新規のペプチドを生成する。さらに、抗ウイルス性のあるペプチドの生成を効率化するため、フィードバック法を用いる。フィードバック法は、GANによるペプチドの生成において、既知のペプチドだけからでなく、生成した合成デー...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】黒田 大祐 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)

【キーワード】分子設計 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 (他15件)

【概要】2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。 (1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査してい...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80178970)

【キーワード】抗ウィルスペプチド / ペプチド設計 / 深層学習 / タンパク質 / ドッキング予測 (他6件)

【概要】新規抗ウイルスペプチド（AVP）の計算機による生成を目的としたシステムFeedback-AVPGANを開発した。Feedback-AVPGANでは、敵対性生成ネットワーク（GAN）を用いて新規のペプチドを生成する。さらに、抗ウイルス性のあるペプチドの生成を効率化するため、フィードバック法を用いる。フィードバック法は、GANによるペプチドの生成において、既知のペプチドだけからでなく、生成した合成デー...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】黒田 大祐 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)

【キーワード】分子設計 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 (他15件)

【概要】2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。 (1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査してい...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)

【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】秋山 泰 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (30243091)

【キーワード】生体生命情報学 / アルゴリズム / 薬学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 分子シミュレーション

【概要】本研究では、無限次数多重検定法(LAMP)を開発し、ヒト乳がん細胞等における制御因子の同定に適用した。形状相補性に基づくドッキング手法MEGADOCKを発展させ、キナーゼ等の標的タンパク質の網羅的解析を実施し、結果をデータベース化した。また化合物プレ・スクリーニングを行うSpressoシステムを開発した。分子動力学計算により熱揺らぎに基づく結合ポケットの変形を評価することにより、バーチャルスクリー...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】黒田 大祐 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)

【キーワード】分子設計 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 (他15件)

【概要】2019年度は、(1)抗体の物性解析、(2)抗体の親和性成熟過程の解析、(3)ペプチドの分子設計、(4)リン酸基に対する蛋白質の分子認識機構の解析の4項目を実施し、それぞれ以下の成果を得た。 (1) 抗体の熱安定性を上げることに成功した。一方で、一部の抗体では、分子設計により熱安定性の向上は見られたものの、抗原に対する親和性は低下してしまった。現在、その原因を分子シミュレーションにより精査してい...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】中尾 淳 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (80624064)

【キーワード】元素組換え雲母 / 分子シミュレーション / XAFS / TEM / STXM

【概要】

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2020-07-30 - 2023-03-31

【研究代表者】松永 康佑 埼玉大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (60464525)

【キーワード】ウイルス外殻 / カプシド / タイリング / 準等価理論 / ドッキング (他6件)

【概要】本研究はウイルス外殻の構造について、Casper and Klugの準等価理論による展開図を近似して正二十面体を作るアプローチとは対照的に、そもそも球面上を敷き詰めることのできる部品構造(コートタンパク構造)のパターンは何か?というタイリングの観点からウイルス外殻を調べ、外殻構造の構成とデザイン原理の理解を深化させることを目的とする。去年度は球面上のタイリングについて考察し、平面を埋め尽くすための...

【研究テーマ】流体工学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005

【研究代表者】新美 智秀 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70164522)

【キーワード】高クヌッセン数流れ / 分子センサー / 非平衡現象 / 面一分子干渉 / 超希薄流 (他8件)

【概要】今後のMEMS/NEMSなどのナノ・マイクロデバイスの開発には,これらを取り巻く高クヌッセン数流れの理解,すなわち流れ場の原子・分子オーダーでの理解と固体表面近傍における原子・分子の挙動の理解が必要である.本企画調査は,流体工学,熱工学,化学,プラズマ科学,数値シミュレーションなどを専門とする異分野の研究者によって構成し,高クヌッセン数流れで発現する非平衡現象や反応を含む界面現象を中心にして解明す...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 (他8件)

【概要】液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】水野 英如 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00776875)

【キーワード】コロイド粒子ゲル / ガラス / 不規則系 / 固体物性 / 分子シミュレーション

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

【キーワード】アクアポリン / 分子動力学計算 / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 (他12件)

【概要】膜貫通タンパク質であるアクアポリンによる分子の選択的透過機構を分子レベルで明らかにするために，分子動力学シミュレーションを行った．アニオンチャネルとして知られるアクアポリン6は実験による立体構造の報告がないため，タンパク質立体構造予測法によって構造をモデル化した．モデル化したタンパク質構造の生体膜中における安定性をシミュレーションにより確認した．さらに，塩化物イオンの透過経路を特定し，イオン透過時...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 (他8件)

【概要】液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】電解質液体 / 界面張力 / イオン吸着 / 分子シミュレーション

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

【キーワード】アクアポリン / 分子動力学計算 / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 (他12件)

【概要】膜貫通タンパク質であるアクアポリンによる分子の選択的透過機構を分子レベルで明らかにするために，分子動力学シミュレーションを行った．アニオンチャネルとして知られるアクアポリン6は実験による立体構造の報告がないため，タンパク質立体構造予測法によって構造をモデル化した．モデル化したタンパク質構造の生体膜中における安定性をシミュレーションにより確認した．さらに，塩化物イオンの透過経路を特定し，イオン透過時...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 (他8件)

【概要】液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)

【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 (他8件)

【概要】液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 (他8件)

【概要】液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】電解質液体 / 界面張力 / イオン吸着 / 分子シミュレーション

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)

【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

【キーワード】アクアポリン / 分子動力学計算 / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 (他12件)

【概要】膜貫通タンパク質であるアクアポリンによる分子の選択的透過機構を分子レベルで明らかにするために，分子動力学シミュレーションを行った．アニオンチャネルとして知られるアクアポリン6は実験による立体構造の報告がないため，タンパク質立体構造予測法によって構造をモデル化した．モデル化したタンパク質構造の生体膜中における安定性をシミュレーションにより確認した．さらに，塩化物イオンの透過経路を特定し，イオン透過時...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

【キーワード】アクアポリン / 分子動力学計算 / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 (他12件)

【概要】膜貫通タンパク質であるアクアポリンによる分子の選択的透過機構を分子レベルで明らかにするために，分子動力学シミュレーションを行った．アニオンチャネルとして知られるアクアポリン6は実験による立体構造の報告がないため，タンパク質立体構造予測法によって構造をモデル化した．モデル化したタンパク質構造の生体膜中における安定性をシミュレーションにより確認した．さらに，塩化物イオンの透過経路を特定し，イオン透過時...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】水野 英如 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00776875)

【キーワード】コロイド粒子ゲル / ガラス / 不規則系 / 固体物性 / 分子シミュレーション

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)

【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)

【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 (他8件)

【概要】液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)

【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 (他11件)

【概要】細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは，水分子のみを透過する特殊な分子である．この分子の特徴を研究し，カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った．アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果，1/fゆらぎであることを示した．またカーボンナノチューブを用いた系においては，電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】2018

【研究種目】ガラス転移

【研究期間】過冷却水

【研究代表者】高分子ガラス

【キーワード】フラジリティ

【概要】本研究では，分子シミュレーションを用いて，高分子気体分離膜内における気体の溶解・拡散過程を解析した．具体的には，固有微細孔性高分子の一つであるPIM-1と，PIM-1/シリカから成る有機・無機ハイブリッド膜を対象とし，膜内における二酸化炭素，メタン，窒素の溶解・拡散挙動を解析した．その結果，PIM-1/シリカ界面近傍に多くの気体分子が溶解し，溶解度係数が増加することが分かった．また，シリカが存在す...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

【キーワード】アクアポリン / 分子動力学計算 / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 (他12件)

【概要】膜貫通タンパク質であるアクアポリンによる分子の選択的透過機構を分子レベルで明らかにするために，分子動力学シミュレーションを行った．アニオンチャネルとして知られるアクアポリン6は実験による立体構造の報告がないため，タンパク質立体構造予測法によって構造をモデル化した．モデル化したタンパク質構造の生体膜中における安定性をシミュレーションにより確認した．さらに，塩化物イオンの透過経路を特定し，イオン透過時...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】水野 英如 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00776875)

【キーワード】コロイド粒子ゲル / ガラス / 不規則系 / 固体物性 / 分子シミュレーション

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却水 / 高分子ガラス / フラジリティ / ボゾンピーク (他12件)

【概要】ガラスの劇的スローダウンとは、ガラス形成物質の緩和時間が有限温度で発散的傾向を示すことを意味する。その温度依存性にはおおまかに2種類ありフラジリティという指標によって分類されてきた。フラジリティを理解することはガラス形成物質を分類する上で本質的であり、そこで水・高分子・シリカ・金属ガラスを対象にした分子動力学シミュレーションによる理論解析を展開し、個別各論的な研究を乗り越える俯瞰的な研究をおこなっ...

【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】金 鋼 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20442527)

【キーワード】ガラス転移 / 過冷却液体 / 分子シミュレーション / 動的不均一性 / 低次元ランダム系 (他8件)

【概要】液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)

【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】中尾 淳 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (80624064)

【キーワード】元素組換え雲母 / 分子シミュレーション / XAFS / TEM / STXM

【概要】

【研究テーマ】生物資源保全学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】櫻井 実 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (50162342)

【キーワード】乾燥休眠 / トレハロース / LEAタンパク質 / 水 / 分子シミュレーション (他16件)

【概要】ネムリユスリカ等の耐乾燥生物が発現する天然の乾燥保護物質であるLEAタンパク質やトレハロースの機能発現メカニズムをin vitroの実験と計算機シミュレーションにより調べた。その結果、これらの保護剤は、分子シールディングメカニズムによりタンパク質や細胞膜の乾燥破壊を未然に防ぐとともに、一度破壊された構造の修復を助ける分子シャペロンとしても働くことが判明した ネムリユスリカの乾燥耐性メカニズムを解明...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 (他11件)

【概要】細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは，水分子のみを透過する特殊な分子である．この分子の特徴を研究し，カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った．アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果，1/fゆらぎであることを示した．またカーボンナノチューブを用いた系においては，電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2020-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】吉本 勇太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90772137)

【キーワード】高分子気体分離膜 / 有機・無機ハイブリッド膜 / 固有微細孔性高分子 / シリカ / 二酸化炭素 (他12件)

【概要】本研究では，分子シミュレーションを用いて，高分子気体分離膜内における気体の溶解・拡散過程を解析した．具体的には，固有微細孔性高分子の一つであるPIM-1と，PIM-1/シリカから成る有機・無機ハイブリッド膜を対象とし，膜内における二酸化炭素，メタン，窒素の溶解・拡散挙動を解析した．その結果，PIM-1/シリカ界面近傍に多くの気体分子が溶解し，溶解度係数が増加することが分かった．また，シリカが存在す...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40306874)

【キーワード】クラスレート水和物 / 分子動力学シミュレーション / モンテカルロシミュレーション / 充填率 / 平衡条件 (他10件)

【概要】分子シミュレーションを用いて，メタンをはじめとした様々なゲスト分子に対応した相平衡条件の予測が可能となる計算方法を確立した．クラスレート水和物／水／ゲストの系において，温度・体積一定の分子動力学シミュレーションを用いて相平衡条件を求める直接的な方法を提案し，実験結果および先行研究と比較し，本研究の妥当性を示した．また，クラスレート水和物・ゲストの系から充填率を自動的に再現するギブスアンサンブル・モ...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】稲垣 泰一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00895766)

【キーワード】モンテカルロ法 / 分子動力学法 / レアイベント / 化学蓄熱 / 分光計算 (他8件)

【概要】本課題は、化学蓄熱材として用いる代表的な固気化学反応の構造変化およびその律速過程を分子レベルで明らかにし、実用化への課題となっている低い反応性を改善する方法の提案を目指している。分子レベルで化学反応過程を理解するには、分子シミュレーションによる研究が有効であるが、これまでのシミュレーション手法では「時間スケールが多様な拡散」と「待ち時間は長いが瞬間的に起こる化学結合の組み換え」が複雑に絡み合った固...

【研究テーマ】化学工学一般

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2000

【研究代表者】高羽 洋充 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80302769)

【キーワード】無機膜 / 分子シミュレーション / ゼオライト膜 / シリカ膜 / ガス分離 (他11件)

【概要】高温条件下や有機溶媒中で使われる無機分離膜の開発においては、特定の膜分離対象に最適化された膜を如何に迅速に開発できるがキーポイントとなる。しかしながら、無機膜はその材料によって構造も大きく異なり、また周期律表全ての元素を対象として開発が行なわれるため、試行錯誤的な実験が中心となり多大な労力が費やされている。また得られた膜が最高の性能をもつものかどうかの判定も難しい。そのため、理論的根拠に基づき、迅...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】本間 哲雄 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10369910)

【キーワード】核生成 / 晶析 / 超臨界水 / 分子シミュレーション / 亜臨界水 (他10件)

【概要】本研究では、実機での課題発見・解決に必要な晶析・表面反応機構を模倣するために、分子シミュレーションと離散要素法(DEM)を活用した核生成・表面反応過程を模擬する実用シミュレータを開発し、実機レベルでのナノ粒子生成や固体表面反応過程を可視化して、製造プロセスの知見・設計指針の提供に資することを目的とした。 上記の目的を達成するために、本研究では、まず晶析・表面反応過程を分子レベル（量子化学計算、分子...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】物理化学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【研究代表者】武次 徹也 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90280932)

【キーワード】希ガスマトリックス / 希ガス化合物 / 分子シミュレーション / ab initio分子軌道法 / 白金カルボニル (他13件)

【概要】本研究では、量子化学計算手法を凝縮系のダイナミクスに実装し、不安定分子種の分光定数を測定する手段として長らく利用されてきた「希ガスマトリックス単離法」を理論的にシミュレートする方法論を開発することを目的として研究を進めてきた。あわせて、希ガスマトリックス分光法で測定された実験データの中に希ガス化合物に帰すべきものが含まれていないか、高精度理論計算に基づき調べている。本年度は(1)キセノンとグラフェ...

【研究テーマ】

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2022-08-31 - 2024-03-31

【研究代表者】渡部 康羽 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 研究員 (60965630)

【キーワード】クモ / クモ糸 / マルチオミクス解析 / 分子シミュレーション / バイオポリマー

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】西村 好史 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10778103)

【キーワード】計算化学 / 量子化学 / 分子動力学 / 分子シミュレーション / 並列計算

【概要】

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)

【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】関嶋 政和 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80371053)

【キーワード】スマート創薬 / ケモインフォマティクス / バイオインフォマティクス / IT創薬 / スーパーコンピュータ (他17件)

【概要】主に熱帯地域を中心にして、いわゆる顧みられない熱帯病（NTDs）と呼ばれる寄生虫・細菌感染症が蔓延している。NTDｓの中でシャーガス病を引き起こす寄生原虫の治療薬候補を、in silicoとin vitroの融合アプローチを取るスマート創薬により探索を行い、4化合物を得ることに成功した。また、X線結晶構造解析に基づき、共結晶構造をProtein Data Bank (PDB)に登録をおこなった（5...

【研究テーマ】連携探索型数理科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31

【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)

【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...

【研究テーマ】流体工学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005

【研究代表者】新美 智秀 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70164522)

【キーワード】高クヌッセン数流れ / 分子センサー / 非平衡現象 / 面一分子干渉 / 超希薄流 (他8件)

【概要】今後のMEMS/NEMSなどのナノ・マイクロデバイスの開発には,これらを取り巻く高クヌッセン数流れの理解,すなわち流れ場の原子・分子オーダーでの理解と固体表面近傍における原子・分子の挙動の理解が必要である.本企画調査は,流体工学,熱工学,化学,プラズマ科学,数値シミュレーションなどを専門とする異分野の研究者によって構成し,高クヌッセン数流れで発現する非平衡現象や反応を含む界面現象を中心にして解明す...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90209700)

【キーワード】薄膜成長過程 / シリコンクラスター / 分子シミュレーション / 化学反応 / FT-ICR質量分析装置 (他7件)

【概要】シリコン原子10〜30個よりなるクラスター(Si_n)とエチレンや一酸化窒素の化学反応実験をレーザー蒸発・超音速膨張クラスター源付きFT-ICR(フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置)によって行った.シリコンクラスターとエチレンとの化学反応については,レーザーアニーリングによる効果などを含めて従来知られている実験範囲を広げた実験データを取得した.また,一酸化炭素との反応によって,Si_...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】大和田 智彦 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20177025)

【キーワード】ペプチド / ヘリックス構造 / ストランド構造 / MDM2-p53 / MDMX-p53 (他24件)

【概要】本研究課題は分子に規則構造を作り出し機能を創製することにある。生体内リガンドをミミックする分子を構築するための「構造化の有機化 学」という基礎サイエンスの確立とメディシナルケミストリーやケミカルバイオロジーへの応用を目的とする「機能創出のサイエンス」の連携である。構造有機化学の基礎研究に加えて実際の生物活性物質の取得によって本研究の仮説を評価した。特に生体内で見られる、構造柔軟性の高い回転しやすい...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

【キーワード】アクアポリン / 分子動力学計算 / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 (他12件)

【概要】膜貫通タンパク質であるアクアポリンによる分子の選択的透過機構を分子レベルで明らかにするために，分子動力学シミュレーションを行った．アニオンチャネルとして知られるアクアポリン6は実験による立体構造の報告がないため，タンパク質立体構造予測法によって構造をモデル化した．モデル化したタンパク質構造の生体膜中における安定性をシミュレーションにより確認した．さらに，塩化物イオンの透過経路を特定し，イオン透過時...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】荒井 規允 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (80548363)

【キーワード】界面活性剤 / ミセル / 自己集合 / 抵抗低減 / 分子シミュレーション (他11件)

【概要】トムズ効果の分子論的なメカニズムを調べるため，分子シミュレーションをを用いて，円管流れ下における界面活性剤水溶液の挙動を再現，解析を行った．管の内壁が親水的な性質の場合，界面活性剤の濃度にかかわらずシアーシニングが観察され，一方，疎水的な性質の場合ニュートン流体のような振る舞いとシアーシックニングが観察されることを示した．さらに管径を広げ，乱流領域および層流から乱流への遷移領域における界面活性剤水...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】荒井 規允 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (80548363)

【キーワード】界面活性剤 / ミセル / 自己集合 / 抵抗低減 / 分子シミュレーション (他11件)

【概要】トムズ効果の分子論的なメカニズムを調べるため，分子シミュレーションをを用いて，円管流れ下における界面活性剤水溶液の挙動を再現，解析を行った．管の内壁が親水的な性質の場合，界面活性剤の濃度にかかわらずシアーシニングが観察され，一方，疎水的な性質の場合ニュートン流体のような振る舞いとシアーシックニングが観察されることを示した．さらに管径を広げ，乱流領域および層流から乱流への遷移領域における界面活性剤水...

【研究テーマ】ナノ構造化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】荒井 規允 近畿大学, 理工学部, 講師 (80548363)

【キーワード】分子シミュレーション / 自己集合 / ナノ粒子 / 散逸粒子動力学法

【概要】ナノ粒子の自己集合は，我々の身の回りの様々な機能性材料の中で用いられている．つまり，自己集合と機能には強い関わりがあると言える．Janus粒子は，粒子表面に2つ以上の異なる性質を持つ（例えば疎水性と親水性を併せ持つ）特殊な粒子で，近年の合成技術の発達によって作成可能となった．本研究では Janusナノ粒子の自己集合構造や自己集合過程を分子シミュレーションによって調べた．その結果，これまで観察されな...

【研究テーマ】生物資源保全学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】櫻井 実 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (50162342)

【キーワード】乾燥休眠 / トレハロース / LEAタンパク質 / 水 / 分子シミュレーション (他16件)

【概要】ネムリユスリカ等の耐乾燥生物が発現する天然の乾燥保護物質であるLEAタンパク質やトレハロースの機能発現メカニズムをin vitroの実験と計算機シミュレーションにより調べた。その結果、これらの保護剤は、分子シールディングメカニズムによりタンパク質や細胞膜の乾燥破壊を未然に防ぐとともに、一度破壊された構造の修復を助ける分子シャペロンとしても働くことが判明した ネムリユスリカの乾燥耐性メカニズムを解明...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【研究代表者】桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70091444)

【キーワード】蛋白質フォールディング / 生体高分子 / 水の構造と物性 / 分子シミュレーション / 蛋白質の機能 (他8件)

【概要】さまざまなゲノム・プロジェクトが進展しつつある中で,蛋白質フォールディング問題の解決はポスト・ゲノムにおける最も重要な課題の一つとして位置づけられる。既に,米国や英国においては,この十年間ほどの間に,生物科学者,物理学者,化学者らが一丸となって,蛋白質フォールディング問題の解決に向けた研究を強力に押し進めている。この研究領域の今後に於ける重要性に鑑み,この研究領域を特定領域研究(A)として実施し,...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【研究代表者】桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70091444)

【キーワード】蛋白質フォールディング / 生体高分子 / 水の構造と物性 / 分子シミュレーション / 蛋白質の機能 (他8件)

【概要】さまざまなゲノム・プロジェクトが進展しつつある中で,蛋白質フォールディング問題の解決はポスト・ゲノムにおける最も重要な課題の一つとして位置づけられる。既に,米国や英国においては,この十年間ほどの間に,生物科学者,物理学者,化学者らが一丸となって,蛋白質フォールディング問題の解決に向けた研究を強力に押し進めている。この研究領域の今後に於ける重要性に鑑み,この研究領域を特定領域研究(A)として実施し,...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【研究代表者】桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70091444)

【キーワード】蛋白質フォールディング / 生体高分子 / 水の構造と物性 / 分子シミュレーション / 蛋白質の機能 (他8件)

【概要】さまざまなゲノム・プロジェクトが進展しつつある中で,蛋白質フォールディング問題の解決はポスト・ゲノムにおける最も重要な課題の一つとして位置づけられる。既に,米国や英国においては,この十年間ほどの間に,生物科学者,物理学者,化学者らが一丸となって,蛋白質フォールディング問題の解決に向けた研究を強力に押し進めている。この研究領域の今後に於ける重要性に鑑み,この研究領域を特定領域研究(A)として実施し,...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【研究代表者】桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70091444)

【キーワード】蛋白質フォールディング / 生体高分子 / 水の構造と物性 / 分子シミュレーション / 蛋白質の機能 (他8件)

【概要】さまざまなゲノム・プロジェクトが進展しつつある中で,蛋白質フォールディング問題の解決はポスト・ゲノムにおける最も重要な課題の一つとして位置づけられる。既に,米国や英国においては,この十年間ほどの間に,生物科学者,物理学者,化学者らが一丸となって,蛋白質フォールディング問題の解決に向けた研究を強力に押し進めている。この研究領域の今後に於ける重要性に鑑み,この研究領域を特定領域研究(A)として実施し,...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【研究代表者】桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70091444)

【キーワード】蛋白質フォールディング / 生体高分子 / 水の構造と物性 / 分子シミュレーション / 蛋白質の機能 (他8件)

【概要】さまざまなゲノム・プロジェクトが進展しつつある中で,蛋白質フォールディング問題の解決はポスト・ゲノムにおける最も重要な課題の一つとして位置づけられる。既に,米国や英国においては,この十年間ほどの間に,生物科学者,物理学者,化学者らが一丸となって,蛋白質フォールディング問題の解決に向けた研究を強力に押し進めている。この研究領域の今後に於ける重要性に鑑み,この研究領域を特定領域研究(A)として実施し,...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【研究代表者】桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70091444)

【キーワード】蛋白質フォールディング / 生体高分子 / 水の構造と物性 / 分子シミュレーション / 蛋白質の機能 (他8件)

【概要】さまざまなゲノム・プロジェクトが進展しつつある中で,蛋白質フォールディング問題の解決はポスト・ゲノムにおける最も重要な課題の一つとして位置づけられる。既に,米国や英国においては,この十年間ほどの間に,生物科学者,物理学者,化学者らが一丸となって,蛋白質フォールディング問題の解決に向けた研究を強力に押し進めている。この研究領域の今後に於ける重要性に鑑み,この研究領域を特定領域研究(A)として実施し,...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

【キーワード】アクアポリン / 分子動力学計算 / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 (他12件)

【概要】膜貫通タンパク質であるアクアポリンによる分子の選択的透過機構を分子レベルで明らかにするために，分子動力学シミュレーションを行った．アニオンチャネルとして知られるアクアポリン6は実験による立体構造の報告がないため，タンパク質立体構造予測法によって構造をモデル化した．モデル化したタンパク質構造の生体膜中における安定性をシミュレーションにより確認した．さらに，塩化物イオンの透過経路を特定し，イオン透過時...

【研究テーマ】

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2022-08-31 - 2024-03-31

【研究代表者】渡部 康羽 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 研究員 (60965630)

【キーワード】クモ / クモ糸 / マルチオミクス解析 / 分子シミュレーション / バイオポリマー

【概要】

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】稲垣 泰一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00895766)

【キーワード】モンテカルロ法 / 分子動力学法 / レアイベント / 化学蓄熱 / 分光計算 (他8件)

【概要】本課題は、化学蓄熱材として用いる代表的な固気化学反応の構造変化およびその律速過程を分子レベルで明らかにし、実用化への課題となっている低い反応性を改善する方法の提案を目指している。分子レベルで化学反応過程を理解するには、分子シミュレーションによる研究が有効であるが、これまでのシミュレーション手法では「時間スケールが多様な拡散」と「待ち時間は長いが瞬間的に起こる化学結合の組み換え」が複雑に絡み合った固...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】稲垣 泰一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00895766)

【キーワード】モンテカルロ法 / 分子動力学法 / レアイベント / 化学蓄熱 / 分光計算 (他8件)

【概要】本課題は、化学蓄熱材として用いる代表的な固気化学反応の構造変化およびその律速過程を分子レベルで明らかにし、実用化への課題となっている低い反応性を改善する方法の提案を目指している。分子レベルで化学反応過程を理解するには、分子シミュレーションによる研究が有効であるが、これまでのシミュレーション手法では「時間スケールが多様な拡散」と「待ち時間は長いが瞬間的に起こる化学結合の組み換え」が複雑に絡み合った固...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】稲垣 泰一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00895766)

【キーワード】モンテカルロ法 / 分子動力学法 / レアイベント / 化学蓄熱 / 分光計算 (他8件)

【概要】本課題は、化学蓄熱材として用いる代表的な固気化学反応の構造変化およびその律速過程を分子レベルで明らかにし、実用化への課題となっている低い反応性を改善する方法の提案を目指している。分子レベルで化学反応過程を理解するには、分子シミュレーションによる研究が有効であるが、これまでのシミュレーション手法では「時間スケールが多様な拡散」と「待ち時間は長いが瞬間的に起こる化学結合の組み換え」が複雑に絡み合った固...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】稲垣 泰一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00895766)

【キーワード】モンテカルロ法 / 分子動力学法 / レアイベント / 化学蓄熱 / 分光計算 (他8件)

【概要】本課題は、化学蓄熱材として用いる代表的な固気化学反応の構造変化およびその律速過程を分子レベルで明らかにし、実用化への課題となっている低い反応性を改善する方法の提案を目指している。分子レベルで化学反応過程を理解するには、分子シミュレーションによる研究が有効であるが、これまでのシミュレーション手法では「時間スケールが多様な拡散」と「待ち時間は長いが瞬間的に起こる化学結合の組み換え」が複雑に絡み合った固...

【研究テーマ】ナノ構造化学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】荒井 規允 近畿大学, 理工学部, 講師 (80548363)

【キーワード】分子シミュレーション / 自己集合 / ナノ粒子 / 散逸粒子動力学法

【概要】ナノ粒子の自己集合は，我々の身の回りの様々な機能性材料の中で用いられている．つまり，自己集合と機能には強い関わりがあると言える．Janus粒子は，粒子表面に2つ以上の異なる性質を持つ（例えば疎水性と親水性を併せ持つ）特殊な粒子で，近年の合成技術の発達によって作成可能となった．本研究では Janusナノ粒子の自己集合構造や自己集合過程を分子シミュレーションによって調べた．その結果，これまで観察されな...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】稲垣 泰一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00895766)

【キーワード】モンテカルロ法 / 分子動力学法 / レアイベント / 化学蓄熱 / 分光計算 (他8件)

【概要】本課題は、化学蓄熱材として用いる代表的な固気化学反応の構造変化およびその律速過程を分子レベルで明らかにし、実用化への課題となっている低い反応性を改善する方法の提案を目指している。分子レベルで化学反応過程を理解するには、分子シミュレーションによる研究が有効であるが、これまでのシミュレーション手法では「時間スケールが多様な拡散」と「待ち時間は長いが瞬間的に起こる化学結合の組み換え」が複雑に絡み合った固...

【研究テーマ】設計工学・機械機能要素・トライボロジー

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2008 - 2010

【研究代表者】加藤 孝久 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60152716)

【キーワード】トライボロジー / 固体薄膜 / 潤滑 / 表面・界面物性 / DLC膜 (他8件)

【概要】本研究ではDLC膜中にさまざまな元素を添加することで,DLC膜の構造・物性の制御を行った.また,構造制御により得られたDLC膜の機械的特性,物理的特性,吸着特性を明らかにした.DLC膜の作成は,プラズマCVD法,イオン化蒸着法,プラズマ利用イオン注入・成膜法などさまざまな手法と成膜因子を用いて行った.実験で作成したDLC膜の表面・バルク構造・機械的特性は,分子シミュレーションを用いて得られた結果と...

【研究テーマ】生体物性学

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1989 - 1991

【研究代表者】輪湖 博 (和湖 博) 早稲田大学, 社会科学部, 助教授 (60158607)

【キーワード】タンパク質 / 分子シミュレ-ション / 分子力学 / 立体構造エネルギ- / 水和エネルギ- (他7件)

【概要】1.タンパク質の立体構造解析プログラムFEDER/2の開発 (1)タンパク質のみを対象としたプログラムFEDERを、ツリ-構造をもつ分子一般に拡張するため、アルゴリズムとデ-タ構造の改良を行った。 (2)真空中だけでなく、水溶液中のシミュレ-ションも行うことができるようにするため、水和殻モデルによる水和エネルギ-の計算機能を追加した。 (3)値の大きな極小植からの回避は極小化法の重要な機能の一つで...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 (他11件)

【概要】細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは，水分子のみを透過する特殊な分子である．この分子の特徴を研究し，カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った．アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果，1/fゆらぎであることを示した．またカーボンナノチューブを用いた系においては，電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90209700)

【キーワード】薄膜成長過程 / シリコンクラスター / 分子シミュレーション / 化学反応 / FT-ICR質量分析装置 (他7件)

【概要】シリコン原子10〜30個よりなるクラスター(Si_n)とエチレンや一酸化窒素の化学反応実験をレーザー蒸発・超音速膨張クラスター源付きFT-ICR(フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置)によって行った.シリコンクラスターとエチレンとの化学反応については,レーザーアニーリングによる効果などを含めて従来知られている実験範囲を広げた実験データを取得した.また,一酸化炭素との反応によって,Si_...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】荒井 規允 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (80548363)

【キーワード】界面活性剤 / ミセル / 自己集合 / 抵抗低減 / 分子シミュレーション (他11件)

【概要】トムズ効果の分子論的なメカニズムを調べるため，分子シミュレーションをを用いて，円管流れ下における界面活性剤水溶液の挙動を再現，解析を行った．管の内壁が親水的な性質の場合，界面活性剤の濃度にかかわらずシアーシニングが観察され，一方，疎水的な性質の場合ニュートン流体のような振る舞いとシアーシックニングが観察されることを示した．さらに管径を広げ，乱流領域および層流から乱流への遷移領域における界面活性剤水...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】特別研究員奨励費

【研究期間】2018-11-09 - 2021-03-31

【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40451786)

【キーワード】２次元材料 / フォノン輸送 / 分子シミュレーション / 最適化 / ナノセルロース (他7件)

【概要】半導体や絶縁体の熱輸送をフォノン輸送の観点より考えて、ナノ構造や界面構造で熱伝導を制御する科学が近年発展している。さらに、ボトムアップ自己組織化の発展にともない、フォノン波の特性長と同程度の長さスケールの構造を用いれば、フォノンの波動性や粒子性と両方を利用した制御が実践できる可能性がある。そこで本研究では、フォノニック結晶や低次元材料の熱輸送とその制御性を理解し、フォノンエンジニアリングを実践する...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)

【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)

【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40306874)

【キーワード】クラスレート水和物 / 分子動力学シミュレーション / モンテカルロシミュレーション / 充填率 / 平衡条件 (他10件)

【概要】分子シミュレーションを用いて，メタンをはじめとした様々なゲスト分子に対応した相平衡条件の予測が可能となる計算方法を確立した．クラスレート水和物／水／ゲストの系において，温度・体積一定の分子動力学シミュレーションを用いて相平衡条件を求める直接的な方法を提案し，実験結果および先行研究と比較し，本研究の妥当性を示した．また，クラスレート水和物・ゲストの系から充填率を自動的に再現するギブスアンサンブル・モ...

【研究テーマ】生物資源保全学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】櫻井 実 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (50162342)

【キーワード】乾燥休眠 / トレハロース / LEAタンパク質 / 水 / 分子シミュレーション (他16件)

【概要】ネムリユスリカ等の耐乾燥生物が発現する天然の乾燥保護物質であるLEAタンパク質やトレハロースの機能発現メカニズムをin vitroの実験と計算機シミュレーションにより調べた。その結果、これらの保護剤は、分子シールディングメカニズムによりタンパク質や細胞膜の乾燥破壊を未然に防ぐとともに、一度破壊された構造の修復を助ける分子シャペロンとしても働くことが判明した ネムリユスリカの乾燥耐性メカニズムを解明...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40306874)

【キーワード】クラスレート水和物 / 分子動力学シミュレーション / モンテカルロシミュレーション / 充填率 / 平衡条件 (他10件)

【概要】分子シミュレーションを用いて，メタンをはじめとした様々なゲスト分子に対応した相平衡条件の予測が可能となる計算方法を確立した．クラスレート水和物／水／ゲストの系において，温度・体積一定の分子動力学シミュレーションを用いて相平衡条件を求める直接的な方法を提案し，実験結果および先行研究と比較し，本研究の妥当性を示した．また，クラスレート水和物・ゲストの系から充填率を自動的に再現するギブスアンサンブル・モ...

【研究テーマ】生物資源保全学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】櫻井 実 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (50162342)

【キーワード】乾燥休眠 / トレハロース / LEAタンパク質 / 水 / 分子シミュレーション (他16件)

【概要】ネムリユスリカ等の耐乾燥生物が発現する天然の乾燥保護物質であるLEAタンパク質やトレハロースの機能発現メカニズムをin vitroの実験と計算機シミュレーションにより調べた。その結果、これらの保護剤は、分子シールディングメカニズムによりタンパク質や細胞膜の乾燥破壊を未然に防ぐとともに、一度破壊された構造の修復を助ける分子シャペロンとしても働くことが判明した ネムリユスリカの乾燥耐性メカニズムを解明...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)

【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)

【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)

【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40306874)

【キーワード】クラスレート水和物 / 分子動力学シミュレーション / モンテカルロシミュレーション / 充填率 / 平衡条件 (他10件)

【概要】分子シミュレーションを用いて，メタンをはじめとした様々なゲスト分子に対応した相平衡条件の予測が可能となる計算方法を確立した．クラスレート水和物／水／ゲストの系において，温度・体積一定の分子動力学シミュレーションを用いて相平衡条件を求める直接的な方法を提案し，実験結果および先行研究と比較し，本研究の妥当性を示した．また，クラスレート水和物・ゲストの系から充填率を自動的に再現するギブスアンサンブル・モ...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90209700)

【キーワード】薄膜成長過程 / シリコンクラスター / 分子シミュレーション / 化学反応 / FT-ICR質量分析装置 (他7件)

【概要】シリコン原子10〜30個よりなるクラスター(Si_n)とエチレンや一酸化窒素の化学反応実験をレーザー蒸発・超音速膨張クラスター源付きFT-ICR(フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置)によって行った.シリコンクラスターとエチレンとの化学反応については,レーザーアニーリングによる効果などを含めて従来知られている実験範囲を広げた実験データを取得した.また,一酸化炭素との反応によって,Si_...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 (他11件)

【概要】細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは，水分子のみを透過する特殊な分子である．この分子の特徴を研究し，カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った．アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果，1/fゆらぎであることを示した．またカーボンナノチューブを用いた系においては，電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

【キーワード】分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 (他11件)

【概要】細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは，水分子のみを透過する特殊な分子である．この分子の特徴を研究し，カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った．アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果，1/fゆらぎであることを示した．またカーボンナノチューブを用いた系においては，電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】特別研究員奨励費

【研究期間】2018-11-09 - 2021-03-31

【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40451786)

【キーワード】２次元材料 / フォノン輸送 / 分子シミュレーション / 最適化 / ナノセルロース (他7件)

【概要】半導体や絶縁体の熱輸送をフォノン輸送の観点より考えて、ナノ構造や界面構造で熱伝導を制御する科学が近年発展している。さらに、ボトムアップ自己組織化の発展にともない、フォノン波の特性長と同程度の長さスケールの構造を用いれば、フォノンの波動性や粒子性と両方を利用した制御が実践できる可能性がある。そこで本研究では、フォノニック結晶や低次元材料の熱輸送とその制御性を理解し、フォノンエンジニアリングを実践する...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1999

【研究代表者】長坂 雄次 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40129573)

【キーワード】溶融シリコン / 熱物性 / 計測技術 / 分子シミュレーション / 標準データ

【概要】本研究の目的は、溶融シリコンについて、(1)新しい計測技術の開発、(2)分子動力学によるシミュレーション、(3)データの収集・評価と標準化、による多面的・総合的なアプローチにより、現在最も信頼できる熱物性値情報を供給することであり、研究成果は以下のようにまとめられる。 (1)分子シミュレーション 溶融シリコンをGibbsアンサンブルモンテカルロ法で扱うために、ポテンシャルの検討を行い、S-Wポテン...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】荒井 規允 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (80548363)

【キーワード】界面活性剤 / ミセル / 自己集合 / 抵抗低減 / 分子シミュレーション (他11件)

【概要】トムズ効果の分子論的なメカニズムを調べるため，分子シミュレーションをを用いて，円管流れ下における界面活性剤水溶液の挙動を再現，解析を行った．管の内壁が親水的な性質の場合，界面活性剤の濃度にかかわらずシアーシニングが観察され，一方，疎水的な性質の場合ニュートン流体のような振る舞いとシアーシックニングが観察されることを示した．さらに管径を広げ，乱流領域および層流から乱流への遷移領域における界面活性剤水...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1999

【研究代表者】長坂 雄次 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40129573)

【キーワード】溶融シリコン / 熱物性 / 計測技術 / 分子シミュレーション / 標準データ