当センターを利用した研究成果の紹介

生体分子マシンの機能ダイナミクスのシミュレーション

機能ダイナミクスは、生体分子マシンが働く仕組みを理解する上で必要不可欠である。例えば、膜輸送タンパク質（トランスポーター）は、内向き開構造と外向き開構造の間をいったりきたりすることで、膜をこえた基質輸送を行っている。このような生体分子マシンの全原子モデルでのシミュレーション系は数十万原子数にも及び、機能発現にかかる時間ミリ秒スケールの直接的なシミュレーションは困難であるが、ダイナミクスの促進や遷移ダイナミクスを集中的にサンプリングする手法によって、機能発現の瞬間の分子メカニズムを解明している。
K. Okazaki, D. Wöhlert, J. Warnau, H. Jung, Ö. Yildiz, W. Kühlbrandt and G. Hummer, Nat. Commun. 10, 1742 (2019)

第一原理反応ダイナミクスと反応経路自動探索

化学反応は固有反応座標（IRC）に沿って起こるのか？ 金5量体に対しab initio MD計算による古典軌道をグローバル反応経路地図上にマッピングして動的経路を解析し、反応経路跳躍の概念を提案。

T. Tsutsumi, Y. Harabuchi, Y. Ono, S. Maeda, and T. Taketsugu, Phys. Chem. Chem. Phys., 20, 1364 (2018).

表面触媒反応の理論シミュレーション

アミド化合物は広く医農薬品に利用されています。スーパーコンピューターを利用した量子化学計算によって、アミド化反応を高効率に実現するNb2O5表面の触媒活性の要因を明らかにしました。
P. Hirunsit, T. Toyao, S. M. A. H. Siddiki, K. Shimizu, M. Ehara, ChemPhysChem (2018).

アミロイド線維の非対称性：分子動力学シミュレーション

認知症の１つであるアルツハイマー病はアミロイドベータ（Aβ）ペプチドというペプチドが凝集してアミロイド線維という線維状の物質を形成することで引き起こされる．これまでアミロイド線維は一方向にしか伸長しないことが知られていたが，その理由は明らかになっていなかった．分子動力学シミュレーションによりAβアミロイド線維の構造と揺らぎが右端と左端で異なることを発見し，これがアミロイド線維伸長の一方向性の理由であることを明らかにした．この成果はアルツハイマー病の原因物質が生成されないようにするための薬剤開発に応用されることが期待される。

H. Okumura and S. G. Itoh, Sci. Rep. 6 (2016) 38422 (9 pages).

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新着情報

2019-10-01 2018年度センターレポートを公開しました

2018年度のセンターレポートを以下のページで公開しています。
https://ccportal.ims.ac.jp/center-report
今年度よりオンラインジャーナルとしての発行となるため、利用者の方々への郵送は行いません。ご了承下さい。
2019-09-17 第9回 量子化学スクール

　2019年12月16日から18日までの日程で自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンターにおいて、「第9回量子化学スクール」を開催いたします。スクールは分子科学研究所、ポスト「京」重点課題５、計算物質科学人材育成コンソーシアム（分子科学）、理論化学会の主催として行います。講義は量子化学を基礎から学んで頂けるような内容になっているため、量子化学の経験や専門知識は前提としません。これから量子化学を始めようとしておられる学部生や大学院生、または量子化学プログラムを使用してみたい実験研究者や企業研究者など、幅広い分野からのご参加をお待ちしております。さらに、参加者同士の交流もできるように、参加者によるポスター発表も企画しています。 

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