第4回QuLiSシンポジウム

「水」


日時:2007年3月9日(金)13:00〜17:20
場所:理学部E002室



13:00〜14:00 Sotiris Xantheas(Laboratory Fellow, Pacific Northwest National Laboratory)

A quantitative account of quantum effects in liquid water#


We report converged quantum statistical mechanical simulations of liquid water with the TTM2.1-F, Thole-Type Model (version 2.1), Flexible, polarizable interaction potential for water [1]. The interaction potential has been parametrized from the results of high level electronic structure calculations for water clusters and has recently been parallelized to run efficiently on parallel architectures in both classical and quantum macroscopic simulations under periodic boundary conditions [2]. Quantum statistical (centroid molecular dynamics) simulations of total length of 600 ps with a 0.05 fs time step for a periodic unit cell of 256 molecules with up to 32 replicas per atom suggest that the quantum effects contribute 1.01±0.02 kcal/mol to the liquid enthalpy of formation at 298K. They furthermore demonstrate for the first time a quantitative agreement with experiment for the heights and broadening of the intramolecular OH and HH peaks in the radial distribution functions [3].

1. G. S. Fanourgakis and S. S. Xantheas, J. Phys. Chem. A 110, 4100 (2006).

2. G. S. Fanourgakis, V. Tipparaju, J. Nieplocha and S. S. Xantheas, Theor. Chem. Acc. 117, 73 (2007).

3. G. S. Fanourgakis, G. K. Schenter and S. S. Xantheas, J. Chem. Phys. 125, 141102 (2006).

#This work was supported by the Division of Chemical Sciences, Geosciences and Biosciences, Office of Science, US Department of Energy. Battelle operates the Pacific Northwest National Laboratory for the US Department of Energy.



14:00〜15:00 岡崎 進(自然科学研究機構岡崎共通研究施設計算科学研究センター)

「水中におけるミセル生成の自由エネルギー」


 代表的な界面活性剤のひとつであるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の球状ミセルに対し、分子動力学計算に基づく熱力学的積分法を用いて求めたミセルの生成自由エネルギーから、平均会合数やミセルサイズ分布について議論する。さらには、このような平均会合数やサイズ分布を与えるミセルの分子論について、安定構造の見地から詳細に検討する。



15:20〜16:20 田中 秀樹(岡山大学理学部)

「カーボンナノチューブ内の疎水性ゲストを内包する氷の生成」


 比較的直径の小さなナノチューブ中での水は多角形の氷を生成する。直径が大きくなるにつれ、多員環の内角は大きくなり、普通の氷の場合の理想的な四面体配置の109°からずれが大きくなる。そのために、エネルギーは高くなり、したがって8員環以上のチューブ状結晶氷が生成しにくくなる。代わりに、疎水性ゲスト分子を内包する氷が自発的に生成すること、またそのゲストの分布を、計算機シミュレーションと簡単な統計力学モデルから予測する。



16:20〜17:20 齊藤 肇(広島大学客員教授,姫路工業大学(兵庫県立大学)名誉教授)

「膜タンパク質機能における水和の寄与」


 細胞の70−90%を占める水分子は、そこに含まれる種々の有機、無機成分にとっての溶媒としてのみならず、水和を通じてのタンパク質・核酸などの維持など、その挙動は生体にとって極めて重要である。これらバルクあるいは水和水に、MRIなどの画像診断から、タンパク質科学における生体物質構造学の立場に至るまで、多大の関心が寄せられている。われわれは、固体高分解能NMRによって取り上げてきた膜タンパク質のうち、プロトンポンプとして働くバクテリオロドプシンを中心に、生体膜という油の中にうかぶ分子が水和によってその特異構造を維持し、膜表面でバルクの水と接することにより、プロトンをくみ出すポンプとしての働きを示すかを中心に述べる。



トップへ
トップへ
戻る
戻る