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水溶液における生体分子の機能とその発現機構に関する量子化学的研究

水溶液中生物分子功能及表达机制的量子化学研究

基本信息

批准号：
18031022
负责人：
高橋英明
金额：
$ 3.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18031022/
关键词：
QM MM エネルギー表示自由エネルギータンパク質水溶液電子伝達

项目摘要

我々は、最近、実空間グリッドを基底とするハイブリッド型の第一原理分子法(QM/MM法)と新規な溶液論(エネルギー表示の理論)を組み合わせることによって、効率良く、正確に溶液内の化学過程の自由エネルギー変化を計算する方法を開発した(QM/MM-ER法)。本研究課題の主たる目的は、酵素内の様々な化学過程の自由エネルギー変化を計算するためにQM/MM-ER法を拡張することである。本年度は、タンパク質1b4v中に埋め込まれた補酵素FADの還元反応に伴う自由エネルギー変化をQM/MM-ER法を拡張することによつて計算した。この方法の大きな特徴は、FADに付加する余剰電子1個を溶質と見なすことにある。水、アポタンパク、FADが混合溶媒を形成するとして、これらの溶媒について、エネルギー分布関数を構成し、各溶媒からの還元自由エネルギーに対する寄与を計算した。水分子、アポタンパク、FAD、ADPによる還元自由エネルギーへの寄与は、それぞれ、-57.5kcal/mol,-149.7 kcal/mol,-31.9 kcal/mol,55.1 kcal/molと計算された。また、バルクの水の寄与は、21.0 kcal/molである。FADの還元自由エネルギーは、これらの寄与の単純な和として、-163.1 kcal/molと計算される。このような大きな還元の自由エネルギー変化は、タンパク質全体が+3価に帯電している為である。この計算値は、報告されている実験値、-90.6kcal/molから大きくずれている。実験では、タンパク質の電荷を中和するようなカウンターイオンが含まれていることが、その差の原因と考えられる。また、本年度の後半では、酵素活性サイトのプロトン化状態を決定するための方法論の定式化を行い、プログラム開発を行った。10個の残基からなる最小のタンパク質、シニョリン(iuao)をテスト系として、QM/MM-ERシミュレーションを行った。シニョリンのような小さなタンパク質でも気相中と溶液中の平均構造に大きな違いがあり、それ故に参照系と溶液系のエネルギー分布関数が十分にオーバーラップしないという結果がでた。

We use the first principle molecular method (QM/MM method) to analyze the solution theory of new regulations. The chemical process in the solution is accurate. The chemical process in the solution is calculated by the QM/MM-ER method. In this study, the main purpose of this study is to determine the chemical process of enzyme biochemistry. The method of QM/MM-ER is used to calculate the chemical process. In this year's 1b4v, there is an increase in the amount of enzyme FAD. This year, the QM/MM-ER method is used to calculate the value of the enzyme. The method is to increase the cost of special payment, FAD payment and the cost of the remaining electricity generator. The mixed solvents of water, copper, and FAD are used to form a mixture of water, water, and FAD to form a mixture of water and water, which forms a mixture of water and water, and the mixed solvents of water, zinc, and so on, are sent to the calculation unit. Water molecules, water molecules, FAD, ADP molecules, free flowers, water molecules, FAD, water molecules, water molecules, Please send it to us by mail, send, send, FAD is free to send money to customers, send them to customers, and calculate their prices by-163.1 kcal/mol. If you want to make sure that you are free, you will not be able to change your price, and you will not be able to pay for it. Please calculate your account, report your account and-90.6kcal/mol your account. Please check the price of the battery, the balance of the battery, the cause of the accident and the cause of the accident. In the second half of the year, the enzyme activity index has been determined to determine the method of determining the standard operation and the opening of the operation system. There are 10 residues, which are the lowest, iuao, and QM/MM-ER, which are the smallest and the most common. The results show that the average temperature in the solution is much higher than that in the solution, so the distribution of the solution is much higher than that in the solution.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Exploration of the reaction path in condensed system

凝聚体系反应路径的探索

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
H.;Takahashi,N. Matubayasi・M.;Nakano
通讯作者：
Nakano

Theoretical Study on the Polarizabilities of Molecules in Solution by the Quantum Mechanical/Molecular Mechanical Approach: Comparison with the Polarizable Continuum Model

用量子力学/分子力学方法理论研究溶液中分子的极化率：与极化连续体模型的比较

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Computing Letters 3
影响因子：
0
作者：
N.Matubayasi;S.Morooka;M.Nakahara;H.Takahashi;H. Takahashi
通讯作者：
H. Takahashi

Computational study on the relative acidity of acetic acid by the QM/MM method combined with the theory of energy representation.

DOI：
10.1021/jp066334d
发表时间：
2007-01
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
0
作者：
Takumi Hori;Hideaki Takahashi;S. Furukawa;M. Nakano;Weitao Yang
通讯作者：
Takumi Hori;Hideaki Takahashi;S. Furukawa;M. Nakano;Weitao Yang

A Novel QM/MM Method Combined with the Theory of Energy Representation: Free Energy Calculation for the Beckmann Rearrangement Promoted by Proton Transfers in the Supercritical Water

结合能量表示理论的QM/MM新方法：超临界水中质子转移促进的贝克曼重排的自由能计算

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Journal of Chemical Physics 126
影响因子：
0
作者：
H.;Takahashi・K.;Tanabe・M.;Aketa・R.;Kishi・S.;Furukawa・M.;Nakano
通讯作者：
Nakano

Computation of the Reduction Free Energy of Coenzyme in Water. A Novel Approach within the Framework of the QM/MM-ER Method

水中辅酶还原自由能的计算。

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
H.;Takahashi・H.;Ohno・R.;Kishi・S.;Furukawa・M.;Nakano
通讯作者：
Nakano

DOI：
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作者：
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高橋英明其他文献

Intra-arterial Chemotherapy During Interstitial Hyperthermia for Malignant Glioma : Two Case Reports

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DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Jpn.J.Hyperthermic Oncol 20(2)
影响因子：
0
作者：
Yoshimori A;et al.;Takahashi H;高橋英明;Genkai N;宇塚岳夫;高橋英明;藪原忠雄;高橋英明;加藤和夫;Uzuka T
通讯作者：
Uzuka T

Surgical anatomy and efficient modification of procedures for selective extradural anterior clinoidectomy

选择性硬膜外前床突切除术的手术解剖学和手术的有效修改

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Minim. Invasive. Neurosurg. 47・6
影响因子：
0
作者：
Yoshimori A;et al.;Takahashi H;高橋英明;Genkai N;宇塚岳夫;高橋英明;藪原忠雄;高橋英明;加藤和夫;Uzuka T;Aoki H;加藤和夫;加藤和夫;Jin D.;Hori F.;Li F.;Shibata T.;Asahi T.;Li F.;Hirashima Y.;Nagai S.;Hamada H.;Hori E.;Hirashima Y.;Ichsan A.M.;Nishikata M.;Nagahori T.;Endo S.;Hamada H.;Kurosaki K.;Kurimoto M.;Kamiyama H.;Hayashi N.
通讯作者：
Hayashi N.