経路積分法を用いた金属蛋白質の電子移動経路シミュレーション

使用路径积分法模拟金属蛋白的电子传递路径

• 批准号: 05858094
• 负责人: 佐藤 文俊
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05858094/
• 关键词: 経路積分法; 金属蛋白質; 電子移動経路; 局所密度汎関数法

本研究の目的である、タンパク質内電子移動経路をあらわに計算する方法を開発するために、申請者はFeynmanの経路積分法に注目した。この方法は電子のどの移動経路が重要であるかを直接明らかにする手段であること、量子モンテカルロ法という巧妙な数値算法を用いるため計算が容易であることが主な利点としてあげられる。本研究では分子軌道法で得られたポテンシャルをいかに経路積分法に組み込むかが最大のポイントとなった。1.量子モンテカルロ法による経路積分計算プログラムは開発済みである。2.分子軌道法の一種である局所汎関数法はポテンシャルを局所状態密度の形で計算するため、経路積分法と相性が良いこと、大きな系を計算するのに適した方法であることから、これをドナー・アクセプターおよびその周辺のタンパク質の電子状態を計算する量子化学計算法として採用した。3.局所汎関数法で計算されるポテンシャルを経路積分法に組み込むためのプログラムを作成した。4.電子移動経路はポテンシャルの形や大きさには鈍感であるが、移動確率はこれらに大変敏感であることがわかった。生体内電子移動過程を正確にシミュレートするためには、蛋白質全体を取り込んだ計算が必須であることが明らかとなった。5.現在市販されている局所密度汎関数プログラムは蛋白質全体を解くような超巨大計算には向かないため、現在、超巨大計算専用の密度汎関数プログラムを独自に開発中である。

Purpose this study の で あ る, タ ン パ ク mass within the electronic mobile 経 road を あ ら わ に computing す る method を open 発 す る た め に, applicants は Feynman の に attention し 経 path integral method た. Mobile 経 こ の way は electronic の ど の way が important で あ る か を directly Ming ら か に す る means で あ る こ と, quantum モ ン テ カ ル ロ method と い う clever な を the numerical algorithm using い る た め が easy で あ る こ と が main な tartness と し て あ げ ら れ る. This study で は molecular orbital method to で ら れ た ポ テ ン シ ャ ル を い か に に 経 path integral method group み 込 む か が biggest の ポ イ ン ト と な っ た. Quantum モ テカ テカ ロ ロ ロ method による path integral calculation プログラム development みである. 2. Molecular orbital method の a で あ る bureau generic masato method は ポ テ ン シ ャ ル を bureau state density in calculating the shape で の す る た め, 経 が と photograph sex good path integral method い こ と, big き な を calculation す る の に optimum し た method で あ る こ と か ら, こ れ を ド ナ ー · ア ク セ プ タ ー お よ び そ の weeks 辺 の タ ン パ ク qualitative の electronic state を computing す る quantization To learn the calculation method と て て use た. 3. The bureau and station general number method で calculates されるポテ シャ シャ を を and the economic road integration method に group み込むため プログラムを プログラムを is used to make た た. 4. Electronic mobile 経 road は ポ テ ン シ ャ ル の form や big き さ に は insensitive で あ る が, mobile probabilistic は こ れ ら に big - sensitive で あ る こ と が わ か っ た. Born in electronic mobile process を right に シ ミ ュ レ ー ト す る た め に は, protein all を take り 込 ん だ computing が must で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. 5. Now, we sell さ れ て い る bureau density masato number プ ロ グ ラ ム は protein all を solution く よ う な super huge calculation に は to か な い た め, now, super huge calculation 専 using の masato number プ ロ グ ラ ム を に alone in open 発 で あ る.

项目成果

K.Chiba,F.Sato,H.Kashiwagi: "Theoretical Study on Binding of Carbonmonoxyde to Heme" Int.Synap.on Advanced Computing for Life-Science. 73-75 (1992)

K.Chiba、F.Sato、H.Kashiwagi：“一氧化碳与血红素结合的理论研究”Int.Synap.on 生命科学高级计算。

I.Okazaki,F.Sato,H.Kashiwagi: "Electronic Structure of Heme Groups in Cytochrome c_3" Int.Symp on Advanced Computing for Life-Science. 76-78 (1992)

I.Okazaki、F.Sato、H.Kashiwagi：“细胞色素 c_3 中血红素基团的电子结构”生命科学高级计算 Int.Symp。

F.Sato et al.: "Effect of NaCI Addition on Nanosecond O_2 Escaping Reaction of Myoglobin:Evidences for the Transition of Myoglobin Dynamic Structure at 20ﾟC" Biochim.Biophys.Acta. 1122. 299-304 (1992)

F.Sato 等人：“添加 NaCI 对肌红蛋白纳秒 O_2 逃逸反应的影响：20°C 时肌红蛋白动态结构转变的证据”Biochim.Biophys.Acta 1122. 299-304 (1992)