エンドサイトーシスによる物質輸送のマルチスケール解析

内吞物质运输的多尺度分析

• 批准号: 16656061
• 负责人: 高木 周
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656061/
• 关键词: 脂質二分子膜; リポソーム; ドラッグデリバリーシステム; 膜モデル; 膜融合; ジャイアントベシクル; マイクロ流体; マルチスケール解析; ドラッグテリバリーシステム

昨年度は,脂質2分子膜に関して,分子シミュレーションの粗視化手法の一つである散逸粒子動力学(DPD)法により計算コードを構築した.本年度は昨年度得られたコードをもとに,DPD法による計算をさらに進め,分子動力学計算および実験結果との比較を通して,DPD法による結果の妥当性について詳細な検討を行い,以下の結果を得た.・DPD法による計算結果は,膜面内の拡散係数に関しては実験値およびMD法の計算結果と良好な一致を示す.・緩和時間と関連する回転相関関数に関して,疎水基の部分はMD法の結果と良好な一致を示すのに対し,親水基の部分は水分子の粗視化の影響により誤差が大きくなり,緩和時間を短く評価する傾向がある.・膜面の熱揺らぎに対するスペクトル解析の結果は,低波数側において連続体理論より導かれる理論式に漸近する傾向を示し,さらにその結果を用いて見積もった曲げ剛性係数は実験結果と良好な一致を示す.さらに,より粗視化されたDPD粒子を用いて,リポソームの形成とせん断流中における変形挙動のシミュレーションを行い,自発的にリポソームの形成,分裂が引き起こされることを示し,本手法が生体膜の融合現象を解析するために有効なツールとなることを示した.

Last year, the lipid 2 molecular membrane was involved in the construction of molecular structure and molecular structure by a coarse visualization method based on fugitive particle dynamics (DPD). This year's results were compared with those of the previous year's, and the results of DPD calculations were compared with those of molecular dynamics calculations. The calculation results of DPD method are in good agreement with those of MD method. Relaxation time is related to regression correlation, and the water-based part has a good agreement with the MD method, while the hydrophilic part has a large error due to the coarse visualization of water molecules, and the relaxation time tends to be short. The analytical results of the thermal properties of the film surface show that the asymptotic tendency of the theoretical formula is shown in the low wave number side, and the analytical results of the thermal properties of the film surface are in good agreement with the analytical results of the curved stiffness coefficient. In this paper, we analyze the fusion phenomenon of biological membrane by means of coarse visualization of DPD particles, separation of complex groups, separation of complex groups and separation of complex groups.

项目成果

A Molecular Dynamics Study of Transport of a Lipid Membrane

脂质膜运输的分子动力学研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: Thermal Science & Engineering 12
• 作者: Sugii;T.;Takagi;S.;Matsumoto Y.
• 通讯作者: Matsumoto Y.

Deformation of Giant Vesicles in Capillary Flow

毛细管流中巨型囊泡的变形

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of International Conference of Multiphase Flows 2004 (CD-ROM)
• 作者: Yamada;T.;Takagi.S.;Matsumoto Y.
• 通讯作者: Matsumoto Y.

脂質2分子膜の熱揺らぎに関するメゾスケール解析

脂质双层膜热波动的介观分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第19回分子シミュレーション討論会講演要旨集
• 作者: 杉井 泰介;高木 周;松本 洋一郎
• 通讯作者: 松本 洋一郎

マイクロ・ナノ熱流体ハンドブック (3-2節マイクロ混相流(pp.67-76)担当)

微/纳米热流体手册（负责第3-2节微观多相流（第67-76页））

• 发表时间: 2005
• 作者: Sugii;T.;Takagi;S.;Matsumoto Y.;高木 周(分担執筆)
• 通讯作者: 高木 周(分担執筆)

Molecular Dynamics Study of Permeation Process of Small Molecules through a Lipid Bilayer

小分子通过脂质双层渗透过程的分子动力学研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of 21st International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (CD-ROM)
• 作者: Sugii;T.;Takagi.S.;Matsumoto Y.
• 通讯作者: Matsumoto Y.