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氷核活性細菌により促進される氷核生成の研究

冰成核细菌促进冰成核的研究

基本信息

批准号：
14750144
负责人：
泰岡顕治
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

氷核生成を活性化させる物質(過冷却解除剤)を用いた現象の理解のためには,氷核生成の微視的メカニズムの解明が必要である.本研究では,過冷却解除剤として氷核活性細菌に着目し,その細胞膜上にある氷核生成を促進する機能を持つタンパク質(ICE PROTEIN)の構造と核生成のメカニズムの関係を解明することを目的とする.平成14年度は,氷タンパク質の機能を明らかにする目的から,タンパク質自身の2次構造の解析を分子動力学シミュレーションを用いて行った.平成15年度は氷生成のメカニズムを明らかにする目的から,氷タンパク質の機能を抽出したモデルの構築を行った.新たに構築したモデルを用いてT=300Kにて分子動力学シミュレーションを行った.氷タンパク質のモデルと水分子の間の水素結合について詳細に解析を行った.その結果,酸素原子と水分子が水素結合をするサイトに関しては,結合エネルギー・結合時間などの解析から十分妥当なモデルであることがわかった.しかし,水素原子と水分子が水素結合するサイトに関しては,結合状態が不十分であることがわかった.そこで,氷タンパク質の機能を完全に抽出したモデルの構築は難しいと判断し,平成16年度はタンパク質のすべての原子をそのまま扱うモデルを採用し,周期境界条件下で計算を行った.周期境界条件下で計算するために,氷タンパク質の周期性を十分に調べ,シミュレーションを行った.水素結合の持続時間などの解析を行い,氷タンパク質の特徴を調べることができた.分子動力学シミュレーションには,分子動力学専用計算機MDGRAPE-2を用いた.MDGRAPE-2は分子動力学計算において最も時間のかかる力の計算を専用に行うチップとボードからなるものである。

It is necessary to understand the phenomenon of ice nucleation and activate the substance (supercooling release), and to understand the microscopic view of ice nucleation. In this study, supercooling was used to remove the ice nucleation activity of bacteria and to promote the formation of ice nucleation on the cell membrane and to maintain the quality of ice nucleation (ICE). PROTEIN)'s structure and nucleation, its relationship, its purpose, and its purpose. Heisei 14 year は, ice タンパク性の Function を明らかにするpurpose から, タンパク性自の2 Analysis of substructure and molecular dynamics of molecular dynamics system. Ice generation in 2015のメカニズムを明らかにするpurposeから,冰タンパク性のFUNCTIONをdraw outしたモデルのconstructを行った.新たに構築したモデルを用いてT=300Kにて分子動力学シミュレーションを行った. Ice タンパク性のモデルと Water molecules の中のhydrogen bonding についてDetailed analysis を行The result of った.その, acid atom and water molecule が water combined をするサイトに关しては, combined エネルギー・It is very appropriate to combine the analysis of time and time. It is very appropriate. Atoms and water molecules are combined with water, and the combined state is not very clear.った.そこで, Ice タンパクquality の function を Complete extraction しモデルの construction ははしいと judgment し, Heisei 16 year はタンパク性のすべてのatomic をそのまま扱うモデルをadopted し, cycle environment Calculation under boundary conditions. Calculation under periodic boundary conditions. Periodicity of ice. 10 points of tune, シミュレーションを行った. Water element combination のhold続时などのanalytic を行い, ice Molecular dynamics, molecular dynamics, molecular dynamics MDGRAPE-2, a specialized computer for mechanics, is used for molecular dynamics calculations. MDGRAPE-2 is used for molecular dynamics calculations.においてmostも时のかかる力のcalculationを専用に行うチップとボードからなるものである.