2024/02/02 更新

写真a

フジサキ ヒロシ
藤崎 弘士
Hiroshi Fujisaki
所属
医学部 物理学 教授
職名
教授
ホームページ
プロフィール
研究履歴としては、半導体LEDの量子雑音、非断熱遷移の多次元効果、生体分子内の量子ダイナミクス、生体分子の構造変化経路サンプリングなどをやってきました。現在は細胞ダイナミクスのモデリングや機械学習による反応座標の選別に興味があります。

学位

  • 理学博士 ( 2001年3月   東京大学 )

  • Ms.D ( University of Tokyo )

研究キーワード

  • タンパク質の構造変化に関する理論計算

  • 生体分子の量子ダイナミクス

  • 細胞ダイナミクスのモデリング

  • マルチスケールモデリング

  • 反応座標に対する機械学習

研究分野

  • ナノテク・材料 / 生物分子化学

  • ライフサイエンス / 生物物理学

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理

経歴

  • 日本医科大学 医学部 物理学教室   教授

    2019年4月

      詳細を見る

  • 日本医科大学   准教授

    2012年10月 - 2019年3月

      詳細を見る

  • 日本医科大学   講師

    2009年10月 - 2012年9月

      詳細を見る

  • 理化学研究所   上級研究員

    2008年6月 - 2009年9月

      詳細を見る

  • ゲーテ大学 Humboldt fellow

    2007年1月 - 2008年5月

      詳細を見る

  • ボストン大学化学科 Senior Researcher

    2003年4月 - 2006年12月

      詳細を見る

  • 分子科学研究所 非常勤研究員

    2001年4月 - 2003年3月

      詳細を見る

  • 日本医科大学   教授

      詳細を見る

▼全件表示

所属学協会

  • 分子シミュレーション学会

    2017年4月 - 現在

      詳細を見る

  • アメリカ生物物理学会

      詳細を見る

  • 日本生物物理学会

      詳細を見る

  • 日本物理学会

      詳細を見る

論文

  • Non-Markov-Type Analysis and Diffusion Map Analysis for Molecular Dynamics Trajectory of Chignolin at a High Temperature

    Hiroshi Fujisaki, Hiromichi Suetani, Luca Maragliano, Ayori Mitsutake

    Life   2022年8月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/life12081188

    researchmap

  • Path Ensembles for Pin1-Catalyzed Cis-Trans Isomerization of a Substrate Calculated by Weighted Ensemble Simulations. 国際誌

    Kei Moritsugu, Norifumi Yamamoto, Yasushige Yonezawa, Shin-Ichi Tate, Hiroshi Fujisaki

    Journal of chemical theory and computation   2021年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Pin1 enzyme protein recognizes specifically phosphorylated serine/threonine (pSer/pThr) and catalyzes the slow interconversion of the peptidyl-prolyl bond between cis and trans forms. Structural dynamics between the cis and trans forms are essential to reveal the underlying molecular mechanism of the catalysis. In this study, we apply the weighted ensemble (WE) simulation method to obtain comprehensive path ensembles for the Pin1-catalyzed isomerization process. Associated rate constants for both cis-to-trans and trans-to-cis isomerization are calculated to be submicroseconds time scales, which are in good agreement with the calculated free energy landscape where the cis form is slightly less favorable. The committor-like analysis indicates the shift of the transition state toward trans form (at the isomerization angle ω ∼ 110°) compared to the intrinsic position for the isolated substrate (ω ∼ 90°). The calculated structural ensemble clarifies a role of both the dual-histidine motif, His59/His157, and the basic residues, Lys63/Arg68/Arg69, to anchor both sides of the peptidyl-prolyl bond, the aromatic ring in Pro, and the phosphate in pSer, respectively. The rotation of the torsion angle is found to be facilitated by relaying the hydrogen-bond partner of the main-chain oxygen in pSer from Cys113 in the cis form to Arg68 in the trans form, through Ser154 at the transition state, which is really the cause of the shift in the transition state. The role of Ser154 as a driving force of the isomerization is confirmed by additional WE and free energy calculations for S154A mutant where the isomerization takes place slightly slower and the free energy barrier increases through the mutation. The present study shows the usefulness of the WE simulation for substantial path samplings between the reactant and product states, unraveling the molecular mechanism of the enzyme catalysis.

    DOI: 10.1021/acs.jctc.0c01280

    PubMed

    researchmap

  • Weighted ensemble simulations for conformational changes of proteins 招待 査読

    Hiroshi Fujisaki, Yasuhiro Matsunaga, Kei Moritsugu

    INTERNATIONAL CONFERENCE OF COMPUTATIONAL METHODS IN SCIENCES AND ENGINEERING ICCMSE 2020   2021年3月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    DOI: 10.1063/5.0047730

    researchmap

  • Mathematical model for wound healing caused by exogeneous mechanical forces 招待 査読

    Kenta Odagiri, Hiroshi Fujisaki

    INTERNATIONAL CONFERENCE OF COMPUTATIONAL METHODS IN SCIENCES AND ENGINEERING ICCMSE 2020   2021年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    DOI: 10.1063/5.0048360

    researchmap

  • Exploring Configuration Space and Path Space of Biomolecules Using Enhanced Sampling Techniques—Searching for Mechanism and Kinetics of Biomolecular Functions 査読 国際誌

    Hiroshi Fujisaki, Kei Moritsugu, Yasuhiro Matsunaga

    doi: 10.20944/preprints201809.0236.v1   19 ( 10 )   2018年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/ijms19103177

    PubMed

    researchmap

  • Conformational change of a biomolecule studied by the weighted ensemble method: Use of the diffusion map method to extract reaction coordinates. 査読 国際誌

    Hiroshi Fujisaki, Kei Moritsugu, Ayori Mitsutake, Hiromichi Suetani

    The Journal of chemical physics   149 ( 13 )   134112 - 134112   2018年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We simulate the nonequilibrium ensemble dynamics of a biomolecule using the weighted ensemble method, which was introduced in molecular dynamics simulations by Huber and Kim and further developed by Zuckerman and co-workers. As the order parameters to characterize its conformational change, we here use the coordinates derived from the diffusion map (DM) method, one of the manifold learning techniques. As a concrete example, we study the kinetic properties of a small peptide, chignolin in explicit water, and calculate the conformational change between the folded and misfolded states in a nonequilibrium way. We find that the transition time scales thus obtained are comparable to those using previously employed hydrogen-bond distances as the order parameters. Since the DM method only uses the 3D Cartesian coordinates of a peptide, this shows that the DM method can extract the important distance information of the peptide without relying on chemical intuition. The time scales are compared well with the previous results using different techniques, non-Markovian analysis and core-set milestoning for a single long trajectory. We also find that the most significant DM coordinate turns out to extract a dihedral angle of glycine, and the previously studied relaxation modes are well correlated with the most significant DM coordinates.

    DOI: 10.1063/1.5049420

    PubMed

    researchmap

  • Energetics and conformational pathways of functional rotation in the multidrug transporter AcrB. 査読 国際誌

    Yasuhiro Matsunaga, Tsutomu Yamane, Tohru Terada, Kei Moritsugu, Hiroshi Fujisaki, Satoshi Murakami, Mitsunori Ikeguchi, Akinori Kidera

    eLife   7   2018年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:eLife Sciences Publications Ltd  

    The multidrug transporter AcrB transports a broad range of drugs out of the cell by means of the proton-motive force. The asymmetric crystal structure of trimeric AcrB suggests a functionally rotating mechanism for drug transport. Despite various supportive forms of evidence from biochemical and simulation studies for this mechanism, the link between the functional rotation and proton translocation across the membrane remains elusive. Here, calculating the minimum free energy pathway of the functional rotation for the complete AcrB trimer, we describe the structural and energetic basis behind the coupling between the functional rotation and the proton translocation at atomic resolution. Free energy calculations show that protonation of Asp408 in the transmembrane portion of the drug-bound protomer drives the functional rotation. The conformational pathway identifies vertical shear motions among several transmembrane helices, which regulate alternate access of water in the transmembrane as well as peristaltic motions that pump drugs in the periplasm.

    DOI: 10.7554/eLife.31715

    Scopus

    PubMed

    researchmap

  • Vibrational energy transport in acetylbenzonitrile described by an ab initio-based quantum tier model 査読

    Hiroshi Fujisaki, Kiyoshi Yagi, Hiroto Kikuchi, Toshiya Takami, Gerhard Stock

    CHEMICAL PHYSICS   482   86 - 92   2017年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Performing comprehensive quantum-chemical calculations, a vibrational Hamiltonian of acetylbenzonitrile is constructed, on the basis of which a quantum-mechanical "tier model" is developed that describes the vibrational dynamics following excitation of the CN stretch mode. Taking into account 36 vibrational modes and cubic and quartic anharmonic couplings between up to three different modes, the tier model calculations are shown to qualitatively reproduce the main findings of the experiments of Rubtsov and coworkers (2011), including the energy relaxation of the initially excited CN mode and the structure dependent vibrational transport. Moreover, the calculations suggest that the experimentally measured cross-peak among the CN and CO modes does not correspond to direct excitation of the CO normal mode but rather reflects excited low-frequency vibrations that anharmonically couple to the CO mode. Complementary quasiclassical trajectory calculations are found to be in good overall agreement with the quantum calculations. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.chemphys.2016.09.010

    Web of Science

    researchmap

  • Investigating Kinetics of Conformational Change using Molecular Dynamics and Milestoning

    Fujisaki Hiroshi, Mitsutake Ayori

    BIOPHYSICAL JOURNAL   110 ( 3 )   523A   2016年2月

  • Extended phase-space methods for enhanced sampling in molecular simulations: A review 査読

    Hiroshi Fujisaki, Kei Moritsugu, Yasuhiro Matsunaga, Tetsuya Morishita, Luca Maragliano

    Frontiers in Bioengineering and Biotechnology   3   125   2015年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:Frontiers Media S.A.  

    Molecular Dynamics simulations are a powerful approach to study biomolecular conformational changes or protein-ligand, protein-protein, and protein-DNA/RNA interactions. Straightforward applications, however, are often hampered by incomplete sampling, since in a typical simulated trajectory the system will spend most of its time trapped by high energy barriers in restricted regions of the configuration space. Over the years, several techniques have been designed to overcome this problem and enhance space sampling. Here, we review a class of methods that rely on the idea of extending the set of dynamical variables of the system by adding extra ones associated to functions describing the process under study. In particular, we illustrate the Temperature Accelerated Molecular Dynamics (TAMD), Logarithmic Mean Force Dynamics (LogMFD), and Multiscale Enhanced Sampling (MSES) algorithms. We also discuss combinations with techniques for searching reaction paths. We show the advantages presented by this approach and how it allows to quickly sample important regions of the free-energy landscape via automatic exploration.

    DOI: 10.3389/fbioe.2015.00125

    Scopus

    PubMed

    researchmap

  • 3P045 Staphylococcal nuclease とΔ44-49 変異体の構造揺らぎの解析:酵素活性への洞察(01B. 蛋白質:構造機能相関,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Fuji Kana, Fujisaki Hiroshi, Furuta Tadaomi, Shiba Rumi, Toda Mikito

    生物物理   54 ( 1 )   S256   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.54.S256_3

    researchmap

  • 1P069 リガンド結合の動的側面 : PDZドメインタンパク質を用いた研究(01D. 蛋白質 : 機能,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Fujisaki Hiroshi, Yamamoto Norifumi, Fuji Kana, Toda Mikito

    生物物理   54 ( 1 )   S152   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.54.S152_3

    researchmap

  • 2P286 The analysis of energy transfer in Chaotic Dynamical Systems 2(25. Nonequilibrium state & Biological rhythm,Poster,The 52nd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan(BSJ2014))

    Kushida Mami, Fuji Kana, Toda Mikito, Fujisaki Hiroshi

    生物物理   54 ( 1 )   S242   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.54.S242_4

    researchmap

  • Multiscale enhanced path sampling based on the Onsager-Machlup action: Application to a model polymer 査読

    Hiroshi Fujisaki, Motoyuki Shiga, Kei Moritsugu, Akinori Kidera

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   139 ( 5 )   054117   2013年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    We propose a novel path sampling method based on the Onsager-Machlup (OM) action by generalizing the multiscale enhanced sampling technique suggested by Moritsugu and co-workers [J. Chem. Phys. 133, 224105 (2010)]. The basic idea of this method is that the system we want to study (for example, some molecular system described by molecular mechanics) is coupled to a coarse-grained (CG) system, which can move more quickly and can be computed more efficiently than the original system. We simulate this combined system (original + CG system) using Langevin dynamics where different heat baths are coupled to the two systems. When the coupling is strong enough, the original system is guided by the CG system, and is able to sample the configuration and path space with more efficiency. We need to correct the bias caused by the coupling, however, by employing the Hamiltonian replica exchange, where we prepare many path replicas with different coupling strengths. As a result, an unbiased path ensemble for the original system can be found in the weakest coupling path ensemble. This strategy is easily implemented because a weight for a path calculated by the OM action is formally the same as the Boltzmann weight if we properly define the path "Hamiltonian." We apply this method to a model polymer with Asakura-Oosawa interaction, and compare the results with the conventional transition path sampling method. (C) 2013 AIP Publishing LLC.

    DOI: 10.1063/1.4817209

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • 3P047 Mutation studies on the mammalian and the baterial XORs with inhibitors(01A. Protein: Structure,Poster)

    Kikuchi Hiroto, Fujisaki Hiroshi, Furuta Tadaomi, Okamoto Ken, Nishino Takeshi

    生物物理   53 ( 1 )   S219   2013年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.53.S219_5

    researchmap

  • 1P077 生体分子の分子動力学に対する時系列解析 : 運動変化と構造変化の関係を探る(01E. 蛋白質:計測・解析の方法論,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Fuji Kana, Sekijima Masakazu, Fujisaki Hiroshi, Toda Mikito

    生物物理   53 ( 1 )   S118   2013年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.53.S118_5

    researchmap

  • Minimum Free Energy Path of Ligand-Induced Transition in Adenylate Kinase 査読

    Yasuhiro Matsunaga, Hiroshi Fujisaki, Tohru Terada, Tadaomi Furuta, Kei Moritsugu, Akinori Kidera

    PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY   8 ( 6 )   e1002555   2012年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PUBLIC LIBRARY SCIENCE  

    Large-scale conformational changes in proteins involve barrier-crossing transitions on the complex free energy surfaces of high-dimensional space. Such rare events cannot be efficiently captured by conventional molecular dynamics simulations. Here we show that, by combining the on-the-fly string method and the multi-state Bennett acceptance ratio (MBAR) method, the free energy profile of a conformational transition pathway in Escherichia coli adenylate kinase can be characterized in a high-dimensional space. The minimum free energy paths of the conformational transitions in adenylate kinase were explored by the on-the-fly string method in 20-dimensional space spanned by the 20 largest-amplitude principal modes, and the free energy and various kinds of average physical quantities along the pathways were successfully evaluated by the MBAR method. The influence of ligand binding on the pathways was characterized in terms of rigid-body motions of the lid-shaped ATP-binding domain (LID) and the AMP-binding (AMPbd) domains. It was found that the LID domain was able to partially close without the ligand, while the closure of the AMPbd domain required the ligand binding. The transition state ensemble of the ligand bound form was identified as those structures characterized by highly specific binding of the ligand to the AMPbd domain, and was validated by unrestrained MD simulations. It was also found that complete closure of the LID domain required the dehydration of solvents around the P-loop. These findings suggest that the interplay of the two different types of domain motion is an essential feature in the conformational transition of the enzyme.

    DOI: 10.1371/journal.pcbi.1002555

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • A quantum generalization of intrinsic reaction coordinate using path integral centroid coordinates 査読

    Motoyuki Shiga, Hiroshi Fujisaki

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   136 ( 18 )   184103   2012年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    We propose a generalization of the intrinsic reaction coordinate (IRC) for quantum many-body systems described in terms of the mass-weighted ring polymer centroids in the imaginary-time path integral theory. This novel kind of reaction coordinate, which may be called the "centroid IRC," corresponds to the minimum free energy path connecting reactant and product states with a least amount of reversible work applied to the center of masses of the quantum nuclei, i.e., the centroids. We provide a numerical procedure to obtain the centroid IRC based on first principles by combining ab initio path integral simulation with the string method. This approach is applied to NH3 molecule and N2H5- ion as well as their deuterated isotopomers to study the importance of nuclear quantum effects in the intramolecular and intermolecular proton transfer reactions. We find that, in the intramolecular proton transfer (inversion) of NH3, the free energy barrier for the centroid variables decreases with an amount of about 20% compared to the classical one at the room temperature. In the intermolecular proton transfer of N2H5-, the centroid IRC is largely deviated from the "classical" IRC, and the free energy barrier is reduced by the quantum effects even more drastically. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4709723]

    DOI: 10.1063/1.4709723

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Different inhibitory potency of febuxostat towards mammalian and bacterial xanthine oxidoreductases: insight from molecular dynamics 査読

    Hiroto Kikuchi, Hiroshi Fujisaki, Tadaomi Furuta, Ken Okamoto, Silke Leimkuehler, Takeshi Nishino

    SCIENTIFIC REPORTS   2   331   2012年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Febuxostat, a drug recently approved in the US, European Union and Japan for treatment of gout, inhibits xanthine oxidoreductase (XOR)-mediated generation of uric acid during purine catabolism. It inhibits bovine milk XOR with a K-i in the picomolar-order, but we found that it is a much weaker inhibitor of Rhodobacter capsulatus XOR, even though the substrate-binding pockets of mammalian and bacterial XOR are well-conserved as regards to catalytically important residues and three-dimensional structure, and both permit the inhibitor to be accommodated in the active site, as indicated by computational docking studies. To clarify the reason for the difference of inhibitory potency towards the two XORs, we performed molecular dynamics simulations. The results indicate that differences in mobility of hydrophobic residues that do not directly interact with the substrate account for the difference in inhibitory potency.

    DOI: 10.1038/srep00331

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • 2B1412 オンサーガー・マハラップ作用を用いたペプチド系のパスサンプリング(蛋白質-構造機能相関II:理論,凝集,口頭発表,日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Fujisaki Hiroshi, Matsunaga Yasuhiro, Kidera Akinori

    生物物理   52   S40   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.52.S40_2

    researchmap

  • 1PT170 シグナル伝達に関与するPDZドメインの分子動力学データに対する時系列解析(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Kishida Naoko, Fujisaki Hiroshi, Toda Mikito

    生物物理   52   S98   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.52.S98_1

    researchmap

  • 2PT137 キサンチン酸化還元酵素とリガンド複合体に関する分子動力学計算と結合自由エネルギー解析(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Kikuchi Hiroto, Fujisaki Hiroshi, Furuta Tadaomi, Okamoto Ken, Nishino Takeshi

    生物物理   52   S128   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.52.S128_3

    researchmap

  • 1PT189 生体分子の分子動力学に対する時系列解析 : 集団運動の揺らぎと構造変化の関係を探る(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Fuji Kana, Sekijima Masakazu, Fujisaki Hiroshi, Toda Mikito

    生物物理   52   S101   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.52.S101_3

    researchmap

  • NON-MARKOVIAN THEORY OF VIBRATIONAL ENERGY RELAXATION AND ITS APPLICATIONS TO BIOMOLECULAR SYSTEMS 査読

    Hiroshi Fujisaki, Yong Zhang, John E. Straub

    ADVANCING THEORY FOR KINETICS AND DYNAMICS OF COMPLEX, MANY-DIMENSIONAL SYSTEMS: CLUSTERS AND PROTEINS: ADVANCES IN CHEMICAL PHYSICS, VOL 145   145   1 - 33   2011年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    Web of Science

    researchmap

  • PROTEIN FUNCTIONAL MOTIONS: BASIC CONCEPTS AND COMPUTATIONAL METHODOLOGIES 査読

    Sotaro Fuchigami, Hiroshi Fujisaki, Yasuhiro Matsunaga, Akinori Kidera

    ADVANCING THEORY FOR KINETICS AND DYNAMICS OF COMPLEX, MANY-DIMENSIONAL SYSTEMS: CLUSTERS AND PROTEINS: ADVANCES IN CHEMICAL PHYSICS, VOL 145   145   35 - 82   2011年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    Web of Science

    researchmap

  • Onsager-Machlup action-based path sampling and its combination with replica exchange for diffusive and multiple pathways 査読

    Hiroshi Fujisaki, Motoyuki Shiga, Akinori Kidera

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   132 ( 13 )   134101   2010年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    For sampling multiple pathways in a rugged energy landscape, we propose a novel action-based path sampling method using the Onsager-Machlup action functional. Inspired by the Fourier-path integral simulation of a quantum mechanical system, a path in Cartesian space is transformed into that in Fourier space, and an overdamped Langevin equation is derived for the Fourier components to achieve a canonical ensemble of the path at a finite temperature. To avoid "path trapping" around an initially guessed path, the path sampling method is further combined with a powerful sampling technique, the replica exchange method. The principle and algorithm of our method is numerically demonstrated for a model two-dimensional system with a bifurcated potential landscape. The results are compared with those of conventional transition path sampling and the equilibrium theory, and the error due to path discretization is also discussed.

    DOI: 10.1063/1.3372802

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Sampling Path Ensembles using the Onsager-Machlup Action with Replica Exchange 査読

    Hiroshi Fujisaki, Akinori Kidera, Motoyuki Shiga

    BIOPHYSICAL JOURNAL   98 ( 3 )   573A - 573A   2010年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:CELL PRESS  

    DOI: 10.1016/j.bpj.2009.12.3111

    Web of Science

    researchmap

  • 2P311 オンサーガー・マハラップ作用を用いたモデルポリマーのパスサンプリング(非平衡・生体リズム,第48回日本生物物理学会年会)

    Fujisaki Hiroshi, Shiga Motoyuki, Kidera Akinori

    生物物理   50 ( 2 )   S137   2010年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S137_4

    researchmap

  • 3P031 分子動力学によるキサンチン酸化還元酵素と阻害剤の相互作用の研究(蛋白質-構造機能相関,第48回日本生物物理学会年会)

    Kikuchi Hiroto, Fujisaki Hiroshi, Furuta Tadaomi, Okamoto Ken, Leimkuhler Silke, Nishino Takeshi

    生物物理   50 ( 2 )   S150   2010年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S150_3

    researchmap

  • 2P161 ミオシンモータードメインにおけるATP加水分解反応機構の分子軌道法研究(筋肉(筋蛋白質・収縮),第48回日本生物物理学会年会)

    Kagawa Hiroshi, Kikuchi Hiroto, Fujisaki Hiroshi, Nagai Yoshinori, Wako Hiroshi

    生物物理   50 ( 2 )   S110 - S111   2010年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S110_5

    researchmap

  • 2P070 ストリング法によるアデニル酸キナーゼの構造変化解析(蛋白質-物性(安定性,折れたたみなど),第48回日本生物物理学会年会)

    Matsunaga Yasuhiro, Fujisaki Hiroshi, Kidera Akinori

    生物物理   50 ( 2 )   S94   2010年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S94_3

    researchmap

  • Quantum and Classical Vibrational Relaxation Dynamics of N-Methylacetamide on Ab Initio Potential Energy Surfaces 査読

    Hiroshi Fujisaki, Kiyoshi Yagi, John E. Straub, Gerhard Stock

    INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY   109 ( 10 )   2047 - 2057   2009年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC  

    Employing extensive quantum-chemical calculations at the DFT/B3LYP and MP2 level, quartic force fields of isolated N-methylacetamide are constructed. Taking into account 24 vibrational degrees of freedom, the model is employed to perform numerically exact vibrational configuration interaction calculations of the vibrational energy relaxation of the amide 1 mode. It is found that the energy transfer pathways may sensitively depend on details of the theoretical description. Moreover, the exact reference calculations were used to Study the applicability and accuracy of (i) the quasiclassical trajectory method, (ii) time-dependent second-order perturbation theory, and (iii) the instantaneous normal mode description of frequency fluctuations. Based on the results, several strategies to describe vibrational energy relaxation in biomolecular systems are discussed. (C) 2009 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem 109:2047-2057, 2009.

    DOI: 10.1002/qua.22061

    Web of Science

    researchmap

  • Mode-Specific Vibrational Energy Relaxation of Amide I ' and II ' Modes in N-Methylacetamide/Water Clusters: Intra- and Intermolecular Energy Transfer Mechanisms 査読

    Yong Zhang, Hiroshi Fujisaki, John E. Straub

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A   113 ( 13 )   3051 - 3060   2009年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The mode-specific vibrational energy relaxation of the amide I' and amide II' modes in NMA-d(1)/(D(2)O)(n) (n = 0-3) clusters were studied using the time-dependent perturbation theory at the B3LYP/aug-cc-pvdz level. The amide modes were identified for each cluster based on the potential energy distribution of each mode. The vibrational population relaxation time constants were derived for the amide I' and II' modes. Results for the amide I' mode relaxation of NMA-d(1)/(D(2)O)(3) agree well with previous experimental results. The energy relaxation pathways were identified, and both intra- and inter-molecular mechanisms were found to be important. The amide II' mode was identified in the energy transfer pathways from the excited amide I' mode of NMA-d(1)(D(2)O)(n) (n = 1-3) clusters. The modes associated with methyl group deformation were found to play a role in the mechanism of energy transfer from both excited amide I' and II' modes. The kinetics of energy flow in the cluster were examined by solving a master equation describing the vibrational energy relaxation process from excited system mode as a multistep reaction with the third order Fermi resonance parameters as the reaction rate constants. The intramolecular energy transfer mechanism was found to dominate the short time energy flow dynamics, whereas the intermolecular mechanism was found to be dominant at longer times.

    DOI: 10.1021/jp8109995

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Direct evidence for mode-specific vibrational energy relaxation from quantum time-dependent perturbation theory. I. Five-coordinate ferrous iron porphyrin model 査読

    Yong Zhang, Hiroshi Fujisaki, John E. Straub

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   130 ( 2 )   025102   2009年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    The time scales and mechanisms of mode-specific vibrational energy relaxation in imidazole ligated ferrous iron porphine were studied using a non-Markovian time-dependent perturbation theory and density functional theory calculation. Seven normal modes, including nu(4), nu(7), and five Fe out-of-plane modes (Fe-oop), were treated as the relaxing system mode coupled to all other modes forming the bath. The derived cooling time constants for the nu(4) and nu(7) modes agree well with the results of previous experimental studies. The pathways for energy transfer from each system mode were identified. The gamma(7) mode, associated with Fe-oop motion with frequency similar to 350 cm(-1), was observed to couple strongly through its overtone with the nu(7) porphine in-plane vibration. This suggests a possible mechanism for the excitation of the nu(7) mode, which is distinct from the direct excitation together with Fe-oop motion of the nu(4) mode. Four other Fe-oop motions were observed to couple to low frequency modes including those involving significant imidazole ligand motions. Through these couplings, excitation following ligand photodissociation may be efficiently transferred from the heme doming mode to the protein backbone motions essential to conformational changes associated with the protein's function.

    DOI: 10.1063/1.3055277

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Resonant analytic fields applied to generic multi-state systems 査読

    Toshiya Takami, Hiroshi Fujisaki

    JOURNAL OF MODERN OPTICS   56 ( 6 )   822 - 830   2009年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD  

    The rotating-wave approximation and its validity in multi-state quantum systems are studied through analytic approaches. Their applicability is also verified from the viewpoint of generic states by the use of direct numerical integrations of the Schrodinger equation. First, we introduce an extension of the rotating-wave approximation for multi-state systems. Under an assumption that a smooth transition is induced by the optimal field, we obtain three types of analytic control fields to demonstrate their validity and deficiency for generic systems represented by random matrices. Through the comparison, we conclude that the analytic field based on our coarse-grained approach outperforms the other ones for generic quantum systems with a large number of states. Finally, the further extension of the analytic field is introduced for realistic chaotic systems and its validity is shown in banded random matrix systems.

    DOI: 10.1080/09500340802296331

    Web of Science

    researchmap

  • 3P-023 Febuxostatとキサンチン脱水素酵素の鍵と鍵穴機構におけるタンパク質の揺らぎの重要性(蛋白質-構造機能相関,第47回日本生物物理学会年会)

    Kikuchi Hiroto, Fujisaki Hiroshi, Furuta Tadaomi, Okamoto Ken, Nishino Takeshi, Leimkuhler Silke

    生物物理   49   S154   2009年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.49.S154_5

    researchmap

  • 3P-033 オンサーガー・マハラップ作用とレプリカ交換を組み合わせたパスサンプリング : モデル計算(蛋白質-構造機能相関,第47回日本生物物理学会年会)

    Fujisaki Hiroshi, Shiga Motoyuki, Kidera Akinori

    生物物理   49   S156   2009年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.49.S156_3

    researchmap

  • Dynamic treatment of vibrational energy relaxation in a heterogeneous and fluctuating environment 査読

    Hiroshi Fujisaki, Gerhard Stock

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   129 ( 13 )   134110   2008年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    A computational approach to describe the energy relaxation of a high-frequency vibrational mode in a fluctuating heterogeneous environment is outlined. Extending previous work [H. Fujisaki, Y. Zhang, and J. E. Straub, J. Chem. Phys. 124, 144910 (2006)], second-order time-dependent perturbation theory is employed which includes the fluctuations of the parameters in the Hamiltonian within the vibrational adiabatic approximation. This means that the time-dependent vibrational frequencies along a molecular dynamics trajectory are obtained via a partial geometry optimization of the solute with fixed solvent and a subsequent normal mode calculation. Adopting the amide I mode of N-methylacetamide in heavy water as a test problem, it is shown that the inclusion of dynamic fluctuations may significantly change the vibrational energy relaxation. In particular, it is found that relaxation occurs in two phases, because for short times (less than or similar to 200 fs) the spectral density appears continuous due to the frequency-time uncertainty relation, while at longer times the discrete nature of the bath becomes apparent. Considering the excellent agreement between theory and experiment, it is speculated if this behavior can explain the experimentally obtained biphasic relaxation the amide I mode of N-methylacetamide. (C) 2008 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.2985606

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • 1P-053 キサンチン脱水素酵素の分子動力学研究 : キサンチン脱水素酵素とそのインヒビターとの相互作用(蛋白質・構造機能相関(1),第46回日本生物物理学会年会)

    Kikuchi Hiroto, Fujisaki Hiroshi, Okamoto Ken, Leimkuhler Silke, Nishino Takeshi

    生物物理   48   S29   2008年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.48.S29_1

    researchmap

  • Vibrational energy relaxation of isotopically labeled amide I modes in cytochrome c: Theoretical investigation of vibrational energy relaxation rates and pathways 査読

    Hiroshi Fujisaki, John E. Straub

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   111 ( 41 )   12017 - 12023   2007年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    With use of a time-dependent perturbation theory, vibrational energy relaxation (VER) of isotopically labeled amide I modes in cytochrome c solvated with water is investigated. Contributions to the VER are decomposed into two contributions from the protein and water. The VER pathways are visualized by using radial and angular excitation functions for resonant normal modes. Key differences of VER among different amide I modes are demonstrated, leading to a detailed picture of the spatial anisotropy of the VER. The results support the experimental observation that amide I modes in proteins relax with subpicosecond time scales, while the relaxation mechanism turns out to be sensitive to the environment of the amide I mode.

    DOI: 10.1021/jp072651o

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Quantum dynamics of N-methylacetamide studied by the vibrational configuration interaction method 査読

    Hiroshi Fujisaki, Kiyoshi Yagi, Kimihiko Hirao, John E. Straub

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS   443 ( 1-3 )   6 - 11   2007年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Vibrational energy transfer of the amide I mode of N-methylacetamide (NMA) is studied theoretically using the vibrational configuration interaction method. A quartic force field of NMA is constructed at the B3LYP/6-31G+(d) level of theory and its accuracy is checked by comparing the resulting anharmonic frequencies with available theoretical and experimental values. Quantum dynamics calculations for the amide I mode excitation clarify the dominant energy transfer pathways, which sensitively depend on the anharmonic couplings among vibrational modes. A ratio of the anharmonic coupling to the frequency mismatch is employed to predict and interpret the dominant energy flow pathways. (c) 2007 Published by Elsevier B.V.

    DOI: 10.1016/j.cplett.2007.06.067

    Web of Science

    researchmap

  • Molecular dynamics study on the solvent dependent heme cooling following ligand photolysis in carbonmonoxy myoglobin 査読

    Yong Zhang, Hiroshi Fujisaki, John E. Straub

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   111 ( 12 )   3243 - 3250   2007年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The time scale and mechanism of vibrational energy relaxation of the heme moiety in myoglobin was studied using molecular dynamics simulation. Five different solvent models, including normal water, heavy water, normal glycerol, deuterated glycerol and a nonpolar solvent, and two forms of the heme, one native and one lacking acidic side chains, were studied. Structural alteration of the protein was observed in native myoglobin glycerol solution and native myoglobin water solution. The single-exponential decay of the excess kinetic energy of the heme following ligand photolysis was observed in all systems studied. The relaxation rate depends on the solvent used. However, this dependence cannot be explained using bulk transport properties of the solvent including macroscopic thermal diffusion. The rate and mechanism of heme cooling depends upon the detailed microscopic interaction between the heme and solvent. Three intermolecular energy transfer mechanisms were considered: (i) energy transfer mediated by hydrogen bonds, (ii) direct vibration-vibration energy transfer via resonant interaction, and (iii) energy transfer via vibration-translation or vibration-rotation interaction, or in other words, thermal collision. The hydrogen bond interaction and vibration-vibration interaction between the heme and solvent molecules dominates the energy transfer in native myoglobin aqueous solution and native myoglobin glycerol solutions. For modified myoglobin, the vibration-vibration interaction is also effective in glycerol solution, different from aqueous solution. Thermal collisions form the dominant energy transfer pathway for modified myoglobin in water solution, and for both native myoglobin and modified myoglobin in a nonpolar environment. For native myoglobin in a nonpolar solvent solution, hydrogen bonds between heme isopropionate side chains and nearby protein residues, absent in the modified myoglobin nonpolar solvent solution, are key interactions influencing the relaxation pathways.

    DOI: 10.1021/jp065877k

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Analytic approach for controlling quantum states in complex systems 査読

    Toshiya Takami, Hiroshi Fujisaki

    PHYSICAL REVIEW E   75 ( 3 )   036219   2007年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMERICAN PHYSICAL SOC  

    We examine random matrix systems driven by an external field in view of optimal control theory (OCT). By numerically solving OCT equations, we can show that there exists a smooth transition between two states called "moving bases" which are dynamically related to initial and final states. In our previous work [J. Phys. Soc. Jpn. 73, 3215 (2004); Adv. Chem. Phys. 130A, 435 (2005)], they were assumed to be orthogonal, but in this paper, we introduce orthogonal moving bases. We can construct a Rabi-oscillation-like representation of a wave packet using such moving bases, and derive an analytic optimal field as a solution of the OCT equations. We also numerically show that the newly obtained optimal field outperforms the previous one.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.75.0336219

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Analytic approach for controlling realistic quantum chaotic systems

    Toshiya Takami, Hiroshi Fujisaki

    COMPUTATION IN MODERN SCIENCE AND ENGINEERING VOL 2, PTS A AND B   2 ( 2 )   821 - +   2007年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    An analytic approach for controlling quantum states, which was originally applied to fully random matrix systems [T. Takami and H. Fujisaki, Phys. Rev. E 75, 036219 (2007)], is extended to deal with more realistic quantum systems with a banded random. matrix (BRM). The validity of the new analytic field is confirmed by directly solving the Schrodinger equation with a BRM interaction. We find a threshold of the width of the BRM for the quantum control to be successful.

    DOI: 10.1063/1.2836218

    Web of Science

    researchmap

  • Efforts toward developing direct probes of protein dynamics 査読

    ME Cremeens, H Fujisaki, Y Zhang, J Zimmermann, LB Sagle, S Matsuda, PE Dawson, JE Straub, FE Romesberg

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   128 ( 18 )   6028 - 6029   2006年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    DOI: 10.1021/ja061328g

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Time-dependent perturbation theory for vibrational energy relaxation and dephasing in peptides and proteins 査読

    H Fujisaki, Y Zhang, JE Straub

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   124 ( 14 )   144910   2006年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    Without invoking the Markov approximation, we derive formulas for vibrational energy relaxation (VER) and dephasing for an anharmonic system oscillator using a time-dependent perturbation theory. The system-bath Hamiltonian contains more than the third order coupling terms since we take a normal mode picture as a zeroth order approximation. When we invoke the Markov approximation, our theory reduces to the Maradudin-Fein formula which is used to describe the VER properties of glass and proteins. When the system anharmonicity and the renormalization effect due to the environment vanishes, our formulas reduce to those derived by and Mikami and Okazaki [J. Chem. Phys. 121, 10052 (2004)] invoking the path-integral influence functional method with the second order cumulant expansion. We apply our formulas to VER of the amide I mode of a small amino-acid like molecule, N-methylacetamide, in heavy water. (c) 2006 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.2191038

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Vibrational energy relaxation in proteins 査読

    H Fujisaki, JE Straub

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   102 ( 19 )   6726 - 6731   2005年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATL ACAD SCIENCES  

    An overview of theories related to vibrational energy relaxation (VER) in proteins is presented. VER of a selected mode in cytochrome c is studied by using two theoretical approaches. One approach is the equilibrium simulation approach with quantum correction factors, and the other is the reduced model approach, which describes the protein as an ensemble of normal modes interacting through nonlinear coupling elements. Both methods result in similar estimates of the VER time (subpicoseconds) for a CD stretching mode in the protein at room temperature. The theoretical predictions are in accord with previous experimental data. A perspective on directions for the detailed study of time scales and mechanisms of VER in proteins is presented.

    DOI: 10.1073/pnas.040983102

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • VIBRATIONAL ENERGY RELAXATION (VER) OF A CD STRETCHING MODE IN CYTOCHROME c 査読

    Hiroshi Fujisaki, Lintao Bu, John E. Straub

    GEOMETRIC STRUCTURES OF PHASE SPACE IN MULTIDIMENSIONAL CHAOS: APPLICATIONS TO CHEMICAL REACTION DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS, PT B   130   179 - 203   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC  

    DOI: 10.1002/0471712531.ch15

    Web of Science

    researchmap

  • 1SD04 Time scales to attain local ergodicity through vibrational relaxation in proteins

    Fujisaki Hiroshi, Zhang Yong, STRAUB JOHN E.

    生物物理   45   S6   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.45.S6_2

    researchmap

  • COARSE-GRAINED PICTURE FOR CONTROLLING QUANTUM CHAOS 査読

    Toshiya Takami, Hiroshi Fujisaki, Takayuki Miyadera

    GEOMETRIC STRUCTURES OF PHASE SPACE IN MULTIDIMENSIONAL CHAOS: APPLICATIONS TO CHEMICAL REACTION DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS, PT A   130   435 - 458   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC  

    DOI: 10.1002/0471712531.ch9

    Web of Science

    researchmap

  • Coarse-grained picture for controlling complex quantum systems 査読

    T Takami, H Fujisaki

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   73 ( 11 )   3215 - 3216   2004年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PHYSICAL SOC JAPAN  

    DOI: 10.1143/JPSJ.73.3215

    Web of Science

    researchmap

  • Entanglement induced by nonadiabatic chaos 査読

    H Fujisaki

    PHYSICAL REVIEW A   70 ( 1 )   012313-1 - 012313-4   2004年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMERICAN PHYSICAL SOC  

    We investigate entanglement between electronic and nuclear degrees of freedom for a model nonadiabatic system. We find that entanglement (measured by the von Neumann entropy of the subsystem for the eigenstates) becomes nearly maximum when the system shows "nonadiabatic chaos" behavior which was found in our previous work [ Phys. Rev. E 63, 066221 (2001) ], but the reverse is not necessarily the case.

    DOI: 10.1103/PhysRevA.70.012313

    Web of Science

    researchmap

  • Quantum-"classical" correspondence in a nonadiabatic transition system 査読

    H Fujisaki

    PHYSICAL REVIEW E   69 ( 3 )   037201   2004年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    A nonadiabatic transition system which exhibits "quantum chaotic" behavior [H. Fujisaki and K. Takatsuka, Phys. Rev. E 63, 066221 (2001)] is investigated from quasiclassical aspects. Since such a system does not have a naive classical limit, we take the mapping approach [Stock and Thoss, Phys. Rev. Lett. 78, 578 (1997)] to represent the quasiclassical dynamics of the system. We numerically show that there is a sound correspondence between the quantum chaos and classical chaos for the system.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.69.037201

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Dynamical Aspects of Quantum Entanglement for Coupled Mapping Systems 査読

    Hiroshi Fujisaki, Atushi Tanaka, Takayuki Miyadera

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   72   111 - 114   2003年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PHYSICAL SOC JAPAN  

    We investigate how the dynamical production of quantum entanglement for weakly coupled mapping systems is influenced by the chaotic dynamics of the corresponding classical system. We derive a general perturbative formula for the entanglement production rate which is defined by using the linear entropy of the subsystem. This formula predicts that the increment in the strength of chaos does not enhance the production rate of entanglement when the coupling is weak enough and the subsystems are strongly chaotic. The prediction is confirmed by numerical experiments for coupled kicked tops and rotors. We also discuss the entanglement production using the Husimi representation of the reduced density matrix.

    DOI: 10.1143/JPSJ.72.111

    Web of Science

    researchmap

  • Dynamical aspects of quantum entanglement for weakly coupled kicked tops. 査読

    Fujisaki H, Miyadera T, Tanaka A

    Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics   67 ( 6 Pt 2 )   066201   2003年6月

  • Dynamical aspects of quantum entanglement for weakly coupled kicked tops 査読

    H Fujisaki, T Miyadera, A Tanaka

    PHYSICAL REVIEW E   67 ( 6 )   2003年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We investigate how the dynamical production of quantum entanglement for weakly coupled, composite quantum systems is influenced by the chaotic dynamics of the corresponding classical system, using coupled kicked tops. The linear entropy for the subsystem (a kicked top) is employed as a measure of entanglement. A perturbative formula for the entanglement production rate is derived. The formula contains a correlation function that can be evaluated only from the information of uncoupled tops. Using this expression and the assumption that the correlation function decays exponentially which is plausible for chaotic tops, it is shown that the increment in the strength of chaos does not enhance the production rate of entanglement when the coupling is weak enough and the subsystems (kicked tops) are strongly chaotic. The result is confirmed by numerical experiments. The perturbative approach is also applied to a weakly chaotic region, where tori and chaotic sea coexist in the corresponding classical phase space, to reexamine a recent numerical study that suggests an intimate relationship between the linear stability of the corresponding classical trajectory and the entanglement production rate.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.67.066201

    Web of Science

    researchmap

  • Dynamical aspects of quantum entanglement for weakly coupled kicked tops 査読

    Hiroshi Fujisaki, Takayuki Miyadera, Atushi Tanaka

    Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics   67 ( 6 )   11   2003年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We investigate how the dynamical production of quantum entanglement for weakly coupled, composite quantum systems is influenced by the chaotic dynamics of the corresponding classical system, using coupled kicked tops. The linear entropy for the subsystem (a kicked top) is employed as a measure of entanglement. A perturbative formula for the entanglement production rate is derived. The formula contains a correlation function that can be evaluated only from the information of uncoupled tops. Using this expression and the assumption that the correlation function decays exponentially which is plausible for chaotic tops, it is shown that the increment in the strength of chaos does not enhance the production rate of entanglement when the coupling is weak enough and the subsystems (kicked tops) are strongly chaotic. The result is confirmed by numerical experiments. The perturbative approach is also applied to a weakly chaotic region, where tori and chaotic sea coexist in the corresponding classical phase space, to reexamine a recent numerical study that suggests an intimate relationship between the linear stability of the corresponding classical trajectory and the entanglement production rate. © 2003 The American Physical Society.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.67.066201

    Scopus

    researchmap

  • Saturation of the production of quantum entanglement between weakly coupled mapping systems in a strongly chaotic region 査読

    Atushi Tanaka, Hiroshi Fujisaki, Takayuki Miyadera

    Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics   66 ( 4 )   4   2002年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The production of quantum entanglement between weakly coupled mapping systems, whose classical counterparts are both strongly chaotic, is investigated. In the weak-coupling regime, it is shown that time-correlation functions of the unperturbed systems determine the entanglement production. In particular, we elucidate that the increment of the nonlinear parameter of coupled kicked tops does not accelerate the entanglement production in the strongly chaotic region. An approach to the dynamical inhibition of entanglement is suggested. © 2002 The American Physical Society.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.66.045201

    Scopus

    PubMed

    researchmap

  • Saturation of the production of quantum entanglement between weakly coupled mapping systems in a strongly chaotic region. 査読

    Tanaka A, Fujisaki H, Miyadera T

    Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics   66 ( 4 Pt 2 )   045201   2002年10月

  • Saturation of the production of quantum entanglement between weakly coupled mapping systems in a strongly chaotic region 査読

    A Tanaka, H Fujisaki, T Miyadera

    PHYSICAL REVIEW E   66 ( 4 )   2002年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    The production of quantum entanglement between weakly coupled mapping systems, whose classical counterparts are both strongly chaotic, is investigated. In the weak-coupling regime, it is shown that time-correlation functions of the unperturbed systems determine the entanglement production. In particular, we elucidate that the increment of the nonlinear parameter of coupled kicked tops does not accelerate the entanglement production in the strongly chaotic region. An approach to the dynamical inhibition of entanglement is suggested.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.66.045201

    Web of Science

    researchmap

  • Control of photodissociation branching using the complete reflection phenomenon: Application to HI molecule 査読

    H. Fujisaki, Y. Teranishi, H. Nakamura

    J. Theor. Comp. Chem.   1   245 - 253   2002年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    researchmap

  • Chaos induced by quantum effect due to breakdown of the Born-Oppenheimer adiabaticity 査読

    H Fujisaki, K Takatsuka

    PHYSICAL REVIEW E   63 ( 6 )   066221-1 - 066221-10   2001年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    Chaos in the multimode nonadiabatic system constructed by Heller [J. Chem. Phys. 92, 1718 (1990)], which consists of two diabatic two-dimensional harmonic potentials with the Condon coupling, is studied. A thorough investigation is carried out by scanning the magnitudes of the Condon coupling and the Duschinsky angle. To elucidate mechanisms that can cause chaos in this quantum system, the statistical properties of the energy levels and eigenfunctions of the system are investigated. We find an evidence in terms of the nearest-neighbor spacing distribution of energy levels and other measures that a certain class of chaos is purely induced by the nonadiabatic interaction due to breakdown of the Born-Oppenheimer approximation. Since the nonadiabatic transition can induce repeated bifurcation and merging of a wave packet around the region of quasicrossing between two potential surfaces, and since this interaction does not have a counterpart in the lower adiabatic system, the present chaos deserves being called "nonadiabatic chaos.'' Another type of chaos in a nonadiabatic system was previously identified [D. M. Leitner et al., J. Chem. Phys. 104, 434 (1996)] that reflects the inherent chaos of a corresponding adiabatic potential. We present a comparative study to establish the similarity and difference between these kinds of chaos.

    Web of Science

    researchmap

  • Highly excited vibronic eigenfunctions in a multimode nonadiabatic system with Duschinsky rotation 査読

    H Fujisaki, K Takatsuka

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   114 ( 8 )   3497 - 3507   2001年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    We study the characteristics of vibronic eigenfunctions of a multidimensional nonadiabatic system and their consequences in the quantum spectra. As an illustrative example, we investigate the properties of highly excited eigenfunctions of Heller's multimode nonadiabatic system. The system consists of two diabatic states and two-dimensional (two-mode) harmonic potentials that are nonadiabatically coupled with the Condon approximation and with an appropriate magnitude of the Duschinsky angle. "Quantum chaos" thus produced has no classical counterpart. In addition to rather characterless chaotic eigenfunctions that are uniformly widespread in configuration space, we have found highly excited localized eigenfunctions of two extreme types which favor either the diabatic picture or adiabatic picture. As a result, the features of the associated quantum spectra are strongly affected by the initial preparation of a wave packet. This finding suggests that one can control the rate of nonadiabatic transitions such as that for electron transfer by using laser techniques or by choosing appropriate solvents. (C) 2001 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.1337801

    Web of Science

    researchmap

  • Quantum Langevin equations for semiconductor light-emitting devices and the photon statistics at a low-injection level 査読

    H Fujisaki, A Shimizu

    PHYSICAL REVIEW A   57 ( 4 )   3074 - 3083   1998年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMERICAN PHYSICAL SOC  

    From the microscopic quantum Langevin equations (QLEs) we derive the effective semiconductor QLEs and the associated noise correlations which are valid at a low-injection level and in real devices. Applying the semiconductor QLEs to semiconductor light-emitting devices (LEDs), we obtain a formula for the Fano factor of photons that gives the photon-number statistics as a function of the pump statistics and several parameters of LEDs. Key ingredients are nonradiative processes, carrier-number dependence of the radiative and nonradiative lifetimes, and multimodeness of LEDs. The formula is applicable to the actual cases where the quantum efficiency eta differs from the differential quantum efficiency eta(d), whereas previous theories implicitly assumed eta = eta(d). It is also applicable to the cases where photons in each mode of the cavity are emitted and/or detected inhomogeneously. When eta(d) < eta at a running point, in particular, our formula predicts that even a Poissonian pump can produce sub-Poissonian light. This mechanism for generation of sub-Poissonian light is completely different from those of previous theories, which assumed sub-Poissonian statistics for the current injected into the active layers of LEDs. Our results agree with recent experiments. We also discuss frequency dependence of the photon statistics.

    DOI: 10.1103/PhysRevA.57.3074

    Web of Science

    researchmap

  • Quantum noise of semiconductor light-emitting devices at a low-injection level 査読

    H Fujisaki, A Shimizu

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   66 ( 1 )   34 - 37   1997年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PHYSICAL SOC JAPAN  

    We study the photon statistics of semiconductor light-emitting devices at a low-injection level, using quantum Langevin equations which take account of nonradiative processes and carrier-number dependence of lifetimes. Assuming the noise correlations which are consistent with the fluctuatian-dissipation theorem, we derive new formulae for the photon Fano factor, which represents the photon statistics as a function of the pump (injection) statistics. The formulae are applicable to the general cases when the quantum efficiency eta differs from the differential quantum efficiency eta(d) and when emission efficiency and/or detection efficiency of photons are different among different photon modes. The formulae agree with recent experimental results, which cannot be explained by the previous theories. It is also shown that a Poissonian pump can produce either sub-Poissonian light (if eta(d) < eta at the running point) or super-Poissonian light (if eta(d) > eta).

    DOI: 10.1143/JPSJ.66.34

    Web of Science

    researchmap

▼全件表示

書籍等出版物

  • 生体分子の統計力学入門 ―タンパク質の動きを理解するために―

    藤崎 弘士, 藤崎 百合( 担当: 共訳 ,  原著者: Daniel M.Zuckerman)

    共立出版  2014年8月  ( ISBN:4320034996

     詳細を見る

    総ページ数:322  

    ASIN

    researchmap

  • Proteins: Energy, Heat and Signal Flow (Computation in Chemistry)

    Taylor and Francis/CRC Press, London  2009年  ( ISBN:9781420087031

     詳細を見る

  • Normal Mode Analysis: Theory and Applications to Biological and Chemical Systems

    Chapman and Hall/CRC Press, Boca Raton, Florida  2005年  ( ISBN:9781584884729

     詳細を見る

MISC

  • Numerical simulation using cellular Potts model for wound closure with ATP release and the mechanobioligical effects

    Kenta Odagiri, Hiroshi Fujisaki, Hiroya Takada, Rei Ogawa

    2022年9月

     詳細を見る

    To computationally investigate the recent experimental finding such that
    extracellular ATP release caused by exogeneous mechanical forces promote wound
    closure, we introduce a mathematical model, the Cellular Pots Model (CPM),
    which is a popular discretized model on a lattice, where the movement of a
    "cell" is determined by a Monte Carlo procedure. In the experiment, it was
    observed that there is mechanosensitive ATP release from the leading cells
    facing the wound gap and the subsequent intracellular Ca$^{2+}$ influx. To
    model these phenomena, the Reaction-Diffusion equations for ATP and Ca$^{2+}$
    concentrations are adopted and combined with CPM, where we also add a polarity
    term because the cell migration is enhanced in the case of ATP release. From
    the numerical simulations using his hybrid model, we discuss effects of the
    collective cell migration due to the ATP release and the Ca${}^{2+}$ influx
    caused by the mechanical forces and the consequent promotion of wound closure.

    arXiv

    researchmap

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2209.01354v1

  • Multiscale Aspects of Molecular Motions: From Molecular Vibrations, Conformational Changes of Biomolecules to Cellular Dynamics

    Fujisaki Hiroshi

    Journal of Nippon Medical School   89 ( 1 )   9 - 15   2022年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:The Medical Association of Nippon Medical School  

    Molecular aspects of living systems are important because it is the most basic aspects of life as exemplified in biochemistry and structural biology. Since molecules move due to interactive forces between atoms, physics plays an important role to understand the dynamic phenomena of living systems. Here we review our multiscale approaches for computationally treating different levels of molecular motions: vibrational dynamics of molecules, conformational change of biomolecules, and cellular dynamics using statistical-mechanics-based models.

    DOI: 10.1272/jnms.jnms.2022_89-116

    PubMed

    CiNii Research

    researchmap

  • 多様体学習によるタンパク質構造変化のキネティクスの計算

    藤崎弘士, 森次圭, 松永康佑, 山本典史, 末谷大道

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   76 ( 2 )   2021年

     詳細を見る

  • タンパク質の構造変化をどのように記述するか-生体分子におけるパスサンプリング手法の発展

    松永康佑, 森次圭, 藤崎弘士

    日本物理学会誌   76 ( 11 )   714 - 722   2021年

     詳細を見る

  • 重み付きアンサンブル法によるPin1異性化のパスサンプリング

    森次圭, 山本典史, 米澤康滋, 楯真一, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   75 ( 1 )   2020年

     詳細を見る

  • 細胞に加わる力を考慮した創傷治癒過程のモデル化

    小田切健太, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   75 ( 1 )   2020年

     詳細を見る

  • 重み付きアンサンブル法を用いたタンパク質の構造変化とキネティックスの計算

    藤崎弘士, 森次圭, 松永康佑

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   74 ( 2 )   2019年

     詳細を見る

  • 分子動力学を用いたアセチルベンゾニトリルからクロロフォルム溶媒へのエネルギー移動の計算

    菊地浩人, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   74 ( 2 )   2019年

     詳細を見る

  • モンテカルロ法を使った席順決めと経路の再重み付けについて

    藤崎弘士

    日本医科大学基礎科学紀要(Web)   ( 47 )   2019年

     詳細を見る

  • 重み付きアンサンブル法による生体分子の構造変化ダイナミクスの計算

    藤崎弘士, 森次圭, 松永康佑

    分子シミュレーション討論会講演要旨集   33rd   2019年

     詳細を見る

  • 生命現象へのマルチスケール的なアプローチについて

    藤崎弘士

    日本医科大学医学会雑誌   15 ( 4 )   2019年

     詳細を見る

  • 溶媒中のアセチルベンゾニトリルにおけるエネルギー移動:非平衡MDによる計算

    菊地浩人, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   73 ( 2 )   2018年

     詳細を見る

  • プロリン異性化酵素の重み付きアンサンブル法による計算とその加速

    藤崎弘士, 森次圭, 米澤康滋, 楯真一

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   73 ( 2 )   2018年

     詳細を見る

  • 機械的刺激の効果を考慮した創傷治癒の数理モデル II

    小田切健太, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   73 ( 2 )   2018年

     詳細を見る

  • 教育報告 「生」と「死」を考える医学教養教育科目の軌跡(2)2012年度から2017年度まで

    藤崎 弘士

    日本医科大学基礎科学紀要 = The Bulletin of liberal arts & sciences, Nippon Medical School   ( 46 )   71 - 81   2017年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学  

    researchmap

  • 生体分子におけるレアイベントサンプリング : Onsager-Machlup作用を用いた計算手法 (ランダム力学系理論とその応用)

    藤崎 弘士

    数理解析研究所講究録   ( 2028 )   38 - 48   2017年5月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:京都大学数理解析研究所  

    CiNii Books

    researchmap

  • 生体分子におけるレアイベントサンプリング : Onsager-Machlup 作用を用いた計算方法 (ランダム力学系理論とその応用)

    藤崎 弘士

    数理解析研究所講究録   2028 ( 2028 )   38 - 48   2017年5月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:京都大学数理解析研究所  

    本稿では、生体分子におけるレアイベントの意義、Onsager-Machlup作用の定義と導出、それを用いたパスサンプリング手法、拡張アンサンブルや再重みつけ法との組み合わせなどについて解説する。また今後の展望についても述べる。Here we describe the meaning of rare events for computational biophysics, and explain the definition and derivation of the Onsager-Machlup (OM) action, path sàmpling methods using the OM action, and how to combine the OM action method with extended ensemble methods and reweighting methods. Finally we describe the future prospects on the computational use of the OM action.

    CiNii Books

    researchmap

  • Exploring Reaction Pathways for Peptidylprolyl-Isomerase 査読

    Hiroshi Fujisaki, Yasushige Yonezawa, Motoyuki Shiga, Luca Maragliano, Shin-ichi Tate

    BIOPHYSICAL JOURNAL   112 ( 3 )   449A - 449A   2017年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:CELL PRESS  

    DOI: 10.1016/j.bpj.2016.11.2407

    Web of Science

    researchmap

  • 生体分子におけるレアイベントの探求

    藤崎弘士

    生物物理(Web)   57 ( 1 )   2017年

     詳細を見る

  • 連載「分子系における遷移・反応レートの計算法についてIII」

    藤崎 弘士

    アンサンブル   18 ( 1 )   39 - 44   2017年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション研究会  

    本稿では化学反応,構造変化,リガンド結合などに関わる速度論(キネティックス)を記述する量であるレートを分子レベルで計算する手法として,ノンマルコフな軌道解析法,重み付きアンサンブル法,遷移パスサンプリング法などについて解説する.最後にキネティックスを計算する際にまだ残っている問題点や今後の展望について述べる.

    researchmap

  • 生体分子におけるレアイベントの探求

    藤崎 弘士

    生物物理   57 ( 1 )   40 - 41   2017年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.57.040

    researchmap

  • 編集後記

    藤崎 弘士

    日本物理学会誌   72 ( 5 )   376 - 377   2017年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>編集後記</p>

    researchmap

  • 生体分子の分子シミュレーションから反応座標をどう抜き出すか

    藤崎弘士, 末谷大道, 光武亜代理

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   72 ( 1 )   3237 - 3237   2017年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>生体分子の機能を調べるためには構造変化のダイナミクス、特にその分子的な詳細を調べなければならない。現在は計算機も高速になり、小さな系であれば構造変化をサンプルすることも可能になりつつあるが、その際にどの反応座標で反応を解析するかということに関してはまだ経験的であり、最適な手法は見つかっていない。ここでは拡散マップ法を用いて、転移温度上のシニョリンのダイナミクスから、どのように反応座標が抜き出されるか調べたい。</p>

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 重み付きアンサンブル法を用いたタンパク質のパスサンプリング

    藤崎弘士, 森次圭, 末谷大道

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   72 ( 2 )   2017年

     詳細を見る

  • Pin1酵素における異性化反応への重み付きアンサンブル法の適用

    藤崎弘士, 森次圭, 米澤康滋, 楯真一

    分子シミュレーション討論会講演要旨集   31st   2017年

     詳細を見る

  • 機械的刺激の効果を考慮した創傷治癒の数理モデル

    小田切健太, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   72 ( 2 )   2017年

     詳細を見る

  • 統計力学に基づく細胞ダイナミクスの計算手法について

    藤崎 弘士

    日本医科大学基礎科学紀要 = The Bulletin of liberal arts & sciences, Nippon Medical School   ( 45 )   29 - 50   2016年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学  

    CiNii Books

    researchmap

  • 19pBW-11 生体分子における構造変化遷移レートのマイルストーン法を用いた計算

    藤崎 弘士, 光武 亜代理

    日本物理学会講演概要集   71 ( 0 )   3181 - 3181   2016年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_3181

    CiNii Books

    researchmap

  • キサンチン酸化還元酵素基質結合ポケットの動的解析

    岡本 研, 菊池 浩人, 藤崎 弘士, 古田 忠臣, 西野 武士

    痛風と核酸代謝   40 ( 1 )   2016年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本痛風・核酸代謝学会  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬-酵素と阻害剤BOFとの相互作用ダイナミクス-

    菊地 浩人, 藤崎 弘士, 古田 忠臣, 岡本 研, 西野 武士

    日本物理学会講演概要集   71 ( 0 )   3119 - 3119   2016年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>キサンチン酸化還元酵素(XOR)は、痛風のターゲットタンパク質である。XORは細菌からヒトまで存在し、その3次元構造は全ての生物種で酷似しているが、XORのStructure-Based inhibitorであるBOFは、哺乳類に対しては阻害するが、バクテリアには阻害しない。この差異に関してXORの静的な構造では理解することが難しいが、動的な構造で理解することが可能であることを示す。</p>

    J-GLOBAL

    researchmap

  • プロリン異性化酵素の反応経路シミュレーション

    藤崎 弘士, 米澤 康滋, 志賀 基之, 楯 真一

    日本物理学会講演概要集   71 ( 0 )   3045 - 3045   2016年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>アミノ酸の中でもプロリンをターゲットにするプロリン異性化酵素は、そのペプチド結合を異性化することでターゲットタンパク質の構造安定性に甚大な影響を与える。ただし、酵素反応とは言っても分子シミュレーションで計算するには遅い時間スケールで進行するので、その反応の分子的な詳細はよく分かっていない。ここではプロリン異性化タンパク質PIN1にリン酸化された基質を相互作用させたときのプロリンの異性化をストリング法のような構造変化を計算するのに適した手法を用いて計算し、そのメカニズムについて調べる。</p>

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 21aAF-11 非平衡分子動力学を用いた生体分子内のエネルギー移動の解析

    藤崎 弘士, 古田 忠臣, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   70 ( 0 )   3244 - 3244   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_3244

    CiNii Books

    researchmap

  • 分子系における遷移・反応レートの計算法についてI

    藤崎 弘士

    アンサンブル   17 ( 1 )   55 - 61   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション研究会  

    ここでは,化学反応や構造変化,リガンド結合などに関わる速度論(kinetics) を記述する量である,レート(rate)を分子レベルで計算する手法について解説する.特に,もっとも基本的な手法である,反応流束法や遷移状態理論,Kramers の理論などを取り上げる.

    DOI: 10.11436/mssj.17.55

    researchmap

  • 21aBL-4 大自由度力学系における振動エネルギー移動の解析

    櫛田 茉実, 冨士 香奈, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   70 ( 0 )   2847 - 2847   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2847

    CiNii Books

    researchmap

  • キサンチン酸化還元酵素の基質ガイド機構の解析

    岡本研, 菊地浩人, 藤崎弘士, 古田忠臣, 西野武士

    日本生化学会大会(Web)   88th   3P0460 (WEB ONLY)   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 分子系における遷移・反応レートの計算法について:II

    藤崎 弘士

    アンサンブル   17 ( 3 )   175 - 180   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション研究会  

    前回に引き続き,化学反応や構造変化,リガンド結合などに関わる速度論 (kinetics) を記述する量である,レート (rate) を分子レベルで計算する手法について解説する.今回は最近よく用いられるようになってきている,マルコフ状態モデル (Markov state model) とマイルストーン (milestoning) 法について取り上げる.

    DOI: 10.11436/mssj.17.175

    researchmap

  • 「特集 生体高分子の揺らぎとダイナミクス : シミュレーションと実験の統計解析」について (特集 生体高分子の揺らぎとダイナミクス : シミュレーションと実験の統計解析)

    伊庭 幸人, 藤崎 弘士, 松永 康佑

    統計数理   62 ( 2 )   163 - 170   2014年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:統計数理研究所  

    要旨なし生体高分子の揺らぎとダイナミクス-シミュレーションと実験の統計解析-その他・前書き

    researchmap

  • 「特集生体高分子の揺らぎとダイナミクス― シミュレー\\nションと実験の統計解析―」について

    伊庭 幸人, 藤崎 弘士, 松永 康佑

    統計数理 = Proceedings of the Institute of Statistical Mathematics   62 ( 2 )   163 - 170   2014年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    要旨なし生体高分子の揺らぎとダイナミクス-シミュレーションと実験の統計解析-その他・前書き

    researchmap

  • パスサンプリングを使った分子動力学とベイズ推定 (特集 生体高分子の揺らぎとダイナミクス : シミュレーションと実験の統計解析)

    藤崎 弘士

    統計数理   62 ( 2 )   301 - 311   2014年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:統計数理研究所  

    CiNii Books

    researchmap

  • パスサンプリングを使った分子動力学とベイズ推定

    藤崎 弘士

    統計数理 = Proceedings of the Institute of Statistical Mathematics   62 ( 2 )   301 - 311   2014年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    要旨あり生体高分子の揺らぎとダイナミクス-シミュレーションと実験の統計解析-研究詳解

    researchmap

  • 分子階層モデルを用いた量子ダイナミクスの計算手法の開発

    藤崎 弘士

    日本医科大学基礎科学紀要 = the Bulletin of liberal arts & sciences,Nippon Medical School   ( 43 )   19 - 61   2014年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学  

    CiNii Books

    researchmap

  • 分子系に対するパスサンプリングについて (特集 反応経路探索)

    藤崎 弘士

    アンサンブル : 分子シミュレーション研究会会誌   16 ( 1 )   8 - 15   2014年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション研究会  

    DOI: 10.11436/mssj.16.8

    researchmap

  • MDシミュレーションによるキサンチン酸化還元酵素基質結合ポケットゲート部位の揺らぎの解析

    岡本研, 菊地浩人, 藤崎弘士, 古田忠臣, 西野武士

    日本生化学会大会(Web)   87th   2P-496 (WEB ONLY)   2014年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 分子系に対するパスサンプリングについて

    藤崎 弘士

    アンサンブル   16 ( 1 )   8 - 15   2014年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション研究会  

    遷移パスサンプリングは分子動力学などを使ってベイスン間をホップするような軌道を取り出す有用な手法である.通常の分子動力学がベイスン内をサンプルすることに重点を置いているのと異なり,ベイスン間の軌道は本質的に非平衡なものであり,その取扱いには非平衡統計力学の枠組みを使わなければならない.本稿ではパスサンプリングの基本的な概念を解説し,その問題点や分子系に適用するときの注意点を挙げる.

    DOI: 10.11436/mssj.16.8

    researchmap

  • 30pAA-5 核酸分解酵素Staphylococcal nucleaseの分子動力学に対する時系列解析 : 活性低下における水、リガンド、ループの関係性(30pAA 生物物理3,領域12(ソフトマター物理・化学物理・生物物理))

    冨士 香奈, 藤崎 弘士, 古田 忠臣, 芝 るみ, 山口 真理子, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   69 ( 0 )   437 - 437   2014年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27aAB-7 タンパク質シニョリンの構造変化パスサンプリングII(27aAB 細胞質シンポ関連・溶液・液体等,領域12(ソフトマター物理・化学物理・生物物理))

    藤崎 弘士, 冨士 香奈, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   69 ( 0 )   389 - 389   2014年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 8pPSA-51 大自由度力学系におけるエネルギー移動の解析3(8pPSA 領域11ポスターセッション,領域11(物性基礎論・統計力学・流体物理・応用数学・社会経済物理))

    櫛田 茉実, 富士 香奈, 戸田 幹人, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   69 ( 0 )   143 - 143   2014年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 30pAA-4 シグナル伝達に関与するPDZドメインの分子動力学データに対する時系列解析IV(30pAA 生物物理3,領域12(ソフトマター物理・化学物理・生物物理))

    岸田 直子, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   69 ( 0 )   436 - 436   2014年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 基礎科学から医学・医療を見る 生体分子の構造変化に関する計算物理・化学的アプローチ

    藤崎 弘士

    日本医科大学医学会雑誌   9 ( 4 )   202 - 206   2013年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学医学会  

    DOI: 10.1272/manms.9.202

    researchmap

  • 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析 4

    戸田幹人, 高見利也, 福水健次, 菊地浩人, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集   68 ( 1 )   463   2013年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • タンパク質へのリガンド結合に関する計算物理・化学的アプローチ

    藤崎 弘士

    日本医科大学医学会雑誌   9 ( 2 )   135 - 139   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学医学会  

    We review theoretical and computational approaches to ligand binding, one of the most relevant biomolecular events in a cell. Starting from a kinetic description of ligand binding, which is summarized by the use of the dissociation constant, we discuss simple docking simulations, the Molecular Mechanics/Poisson-Boltzmann Surface Area (Generalized Born Surface Area) approximation for binding free energy (intermediate level of approximation) , and more rigorous free energy profile calculations, which will be used in the near future for designing and discovering drugs.<br>

    DOI: 10.1272/manms.9.135

    CiNii Books

    researchmap

  • 抗痛風薬フェブキソスタットとキサンチン酸化還元酵素との動的相互作用の解析

    岡本 研, 菊地 浩人, 藤崎 弘士, 古田 忠臣, 西野 武士

    痛風と核酸代謝   37 ( 1 )   19 - 19   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本痛風・核酸代謝学会  

    DOI: 10.6032/gnam.37.19

    researchmap

  • 27aXZC-5 生体分子の分子動力学に対する時系列解析 : -集団運動の揺らぎと構造変化の関係を探る-III(27aXZC 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    冨士 香奈, 関嶋 政和, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   68 ( 0 )   433 - 433   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27pPSB-16 コーヒーフラクタルのDLA的モデルによる再現と解析(27pPSB 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 下川 倫子, 藤崎 弘士, 小林 泰三

    日本物理学会講演概要集   68 ( 0 )   379 - 379   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 29pXZD-8 シグナル結合に関与するPDZドメインの分子動力学データに対する時系列解析2(29pXZD 領域12,領域11合同 生物合同セッション(データ解析など),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    岸田 直子, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   68 ( 0 )   463 - 463   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27aXZC-3 Onsager-Machlup作用を用いたペプチドのパスサンプリング(27aXZC 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤崎 弘士, 松永 康佑, 木寺 詔紀

    日本物理学会講演概要集   68 ( 0 )   432 - 432   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 28pKP-6 生体分子の分子動力学に対する時系列解析 : 集団運動の揺らぎと構造変化の関係を探るIV(生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    冨士 香奈, 関嶋 政和, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   68 ( 0 )   340 - 340   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 29pXZD-9 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析4(29pXZD 領域12,領域11合同 生物合同セッション(データ解析など),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    戸田 幹人, 高見 利也, 福水 健次, 菊地 浩人, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   68 ( 0 )   463 - 463   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 生体分子の構造変化に関する計算物理・化学的アプローチ

    藤崎 弘士

    日本医科大学医学会雑誌   9 ( 4 )   202 - 206   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学医学会  

    I review several theoretical and computational approaches for calculating the conformational change of biomolecules, which is a key biomolecular event in cells. After discussing the motivation for the study of conformational change, I describe the path search algorithms in simple terms and discuss the application of the string method, a powerful path search method, to the calculation of minimum free energy pathways in an enzyme, adenylate kinase, which plays a role in converting ADP to AMP and ATP in cells. Finally I briefly mention a more advanced topic of path sampling for biomolecules.<br>

    DOI: 10.1272/manms.9.202

    researchmap

  • 複雑量子系の最適制御理論

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本医科大学基礎科学紀要 = the Bulletin of liberal arts & sciences,Nippon Medical School   ( 41 )   27 - 56   2012年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学. 1980-  

    CiNii Books

    researchmap

  • 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析 3

    戸田幹人, 高見利也, 福水健次, 菊地浩人, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 2 )   337   2012年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 基礎科学から医学・医療を見る 理論生物物理と生化学を組み合わせた薬効研究 : キサンチン酸化還元酵素と阻害剤フェブキソスタットの結合機序

    藤崎 弘士, 古田 忠臣, 岡本 研

    日本医科大学医学会雑誌   8 ( 3 )   222 - 227   2012年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学医学会  

    DOI: 10.1272/manms.8.222

    researchmap

  • 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析 2

    戸田幹人, 高見利也, 福水健次, 菊地浩人, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 1 )   391   2012年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 量子統計に従ったプロトン移動反応の経路探索

    志賀基之, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 1 )   413   2012年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 領域12「ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)を使った生体分子のシミュレーション:その現状と課題」(2011年秋季大会シンポジウムの報告,学会報告)

    藤崎 弘士

    日本物理學會誌   67 ( 2 )   121 - 122   2012年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • Conformational Transition Pathways of Adenylate Kinase Explored by the String Method

    Yasuhiro Matsunaga, Hiroshi Fujisaki, Tohru Terada, Akinori Kidera

    BIOPHYSICAL JOURNAL   102 ( 3 )   733A - 733A   2012年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:CELL PRESS  

    Web of Science

    researchmap

  • A Multi Scale Approach for Path Sampling: Applications to Peptides 査読

    Hiroshi Fujisaki, Motoyuki Shiga, Akinori Kidera

    BIOPHYSICAL JOURNAL   102 ( 3 )   22A - 22A   2012年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:CELL PRESS  

    DOI: 10.1016/j.bpj.2011.11.145

    Web of Science

    researchmap

  • 19aPSA-51 ミルク上のコーヒーパターン形成の粒子シミュレーション(19aPSA 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 下川 倫子, 藤崎 弘士, 小林 泰三

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   255 - 255   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 理論生物物理と生化学を組み合わせた薬効研究 キサンチン酸化還元酵素と阻害剤フェブキソスタットの結合機序

    藤崎 弘士, 古田 忠臣, 岡本 研, 菊地 浩人

    日本医科大学医学会雑誌   8 ( 3 )   222 - 227   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学医学会  

    We review our recent collaborative study, performed by computational physicists and biochemists, of the enzyme effects due to the drug called febuxostat. Febuxostat, which was recently approved in the US, European Union and Japan for treatment of gout, inhibits xanthine oxidoreductase (XOR)-mediated generation of uric acid during purine catabolism. Experiments have shown that febuxostat has strong effects on mammalian XOR but not on bacterial XOR, although the two enzymes have similar three-dimensional structures. To clarify the difference in the inhibitory power of febuxostat, we performed docking and molecular dynamics simulations for mammalian and bacterial XORs. We found that the static structures are not sufficient to explain the binding difference and that important interactions occur between febuxostat and the active region of the enzymes which suggests a better strategy for drug design.<br>

    DOI: 10.1272/manms.8.222

    CiNii Books

    researchmap

    その他リンク: http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/publicationinfo.cgi?q_publication_content_number=CTT100641427

  • 24pAA-5 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析2(24pAA 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    戸田 幹人, 高見 利也, 福水 健次, 菊地 浩人, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   391 - 391   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 26pAH-7 分子階層モデルを使った量子ダイナミクスII(26pAH 溶液・液体2 量子系・光合成,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤崎 弘士, 菊地 浩人, 戸田 幹人, 高見 利也

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   413 - 413   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 24pAA-6 生体分子の分子動力学に対する時系列解析 : 集団運動の揺らぎと構造変化の関係を探る(24pAA 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    冨士 香奈, 関嶋 政和, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   391 - 391   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 26pAH-10 量子統計に従ったプロトン移動反応の経路探索(26pAH 溶液・液体2 量子系・光合成,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    志賀 基之, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    researchmap

  • 24pAG-3 カオス系の最適制御問題における量子古典対応2(24pAG 領域11,素粒子論領域,領域1合同量子カオス系・量子論基礎(その他の量子力学系を含む),素粒子論領域)

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   4 - 4   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27pBJ-6 生体分子におけるパスサーチ・パスサンプリング(27pBJ 領域12, 領域11合同シンポジウム:化学反応や生体高分子の構造変化における状態変化の起源を探る,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   437 - 437   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 25pPSA-58 粘性流体中を落下する滴の分離と変形(25pPSA 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    下川 倫子, 高見 利也, 小林 泰三, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   338 - 338   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 24pAG-3 カオス系の最適制御問題における量子古典対応2(24pAG 領域11,素粒子論領域,領域1合同 量子カオス系・量子論基礎(その他の量子力学系を含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    researchmap

  • 20aAA-6 カオス力学系の最適制御軌道(20aAA 保存力学系,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   278 - 278   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 抗痛風薬フェブキソスタットとキサンチン酸化還元酵素との相互作用の動的解析

    岡本研, 菊地浩人, 藤崎弘士, 古田忠臣, 西野武士

    日本生化学会大会(Web)   85th   2T08-04 (WEB ONLY)   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 21aPSA-26 生体分子の分子動力学に対する時系列解析 : 集団運動の揺らぎと構造変化の関係を探るII(21aPSA 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    冨士 香奈, 関嶋 政和, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   348 - 348   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 20pAK-11 分子階層モデルを使った量子ダイナミクスIII(20pAK 化学物理2,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤崎 弘士, 菊地 浩人, 戸田 幹人, 高見 利也

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   342 - 342   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 20pAB-4 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析3(20pAB 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    戸田 幹人, 高見 利也, 福水 健次, 菊地 浩人, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   337 - 337   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 21aPSA-25 シナプス伝達に関与するPDZドメインの分子動力学データに対する時系列解析(21aPSA 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    岸田 直子, 藤崎 弘士, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   67 ( 0 )   348 - 348   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 分子階層モデルを使った生体分子の量子ダイナミクス

    藤崎弘士, 菊地浩人, 戸田幹人, 高見利也

    日本物理学会講演概要集   66 ( 2 )   309   2011年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • ミオシンATPaseにおける加水分解の反応経路―QM/MM法による計算―

    香川浩, 藤崎弘士, 菊地浩人, 志賀基之

    日本物理学会講演概要集   66 ( 2 )   344   2011年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • キサンチン酸化還元酵素に対するフェブキソスタットの阻害作用

    菊地浩人, 藤崎弘士, 古田忠臣, 岡本研, 西野武士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 2 )   343 - 343   2011年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析

    戸田幹人, 高見利也, 福水健次, 菊地浩人, 藤崎弘士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 2 )   323 - 323   2011年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    J-GLOBAL

    researchmap

  • キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを越えて―

    菊地浩人, 藤崎弘士, 古田忠臣, 岡本研, SILKE Leimkuhler, 西野武士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 1 )   402   2011年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 生体分子におけるパスサーチおよびパスサンプリングについて

    藤崎 弘士

    日本医科大学基礎科学紀要   ( 40 )   83 - 98   2011年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本医科大学  

    CiNii Books

    researchmap

  • 生体分子における振動状態の量子ダイナミクスについて (第2回森和英記念計算科学研究会報告書)

    藤崎 弘士

    国士館大学情報科学センタ-紀要   ( 32 )   62 - 67   2011年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:国士舘大学情報科学センター  

    CiNii Books

    researchmap

  • A Multiscale Approach for Path Sampling 査読

    Hiroshi Fujisaki, Motoyuki Shiga, Akinori Kidera

    BIOPHYSICAL JOURNAL   100 ( 3 )   611 - 611   2011年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:CELL PRESS  

    Web of Science

    researchmap

  • 26pTE-7 多準位量子状態の最適制御と半古典極限(26pTE 量子カオス・量子論基礎(その他の量子力学系を含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   317 - 317   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 26pPSB-32 キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究 : 「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(26pPSB 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    菊地 浩人, 藤崎 弘士, 古田 忠臣, 岡本 研, Silke Leimkuhler, 西野 武士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   402 - 402   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 26pPSB-49 ミオシンATPaseの分子軌道法による研究 : ストリング法による加水分解反応経路の計算(26pPSB 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    香川 浩, 藤崎 弘士, 菊地 浩人, 志賀 基之

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   406 - 406   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27pGV-5 生体分子の量子エネルギー移動ダイナミクス(27pGV 化学物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤崎 弘士, 菊地 浩人, 戸田 幹人

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   409 - 409   2011年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 23aGN-5 生体分子の分子動力学時系列データに対する統計解析(23aGN 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    戸田 幹人, 高見 利也, 福水 健次, 菊地 浩人, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   323 - 323   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 22pPSB-73 遅いダイナミクスにより生成される表面パターン(22pPSB 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 下川 倫子, 藤崎 弘士, 小林 泰三

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   264 - 264   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 21pJF-10 分子階層モデルを使った生体分子の量子ダイナミクス(21pJF 化学物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤崎 弘士, 菊地 浩人, 戸田 幹人, 高見 利也

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   309 - 309   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 24aGT-4 カオス系の最適制御問題における量子古典対応(24aGT 量子カオス系,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   298 - 298   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 24aPS-27 ミオシンATPaseにおける加水分解の反応経路 : QM/MM法による計算(24aPS 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    香川 浩, 藤崎 弘士, 菊地 浩人, 志賀 基之

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    researchmap

  • 24aPS-22 キサンチン酸化還元酵素に対するフェブキソスタットの阻害作用(24aPS 領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    菊地 浩人, 藤崎 弘士, 古田 忠臣, 岡本 研, 西野 武士

    日本物理学会講演概要集   66 ( 0 )   343 - 343   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 24pPSB-48 コーヒードロップレットの変形と分離のダイナミクス(24pPSB 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 下川 倫子, 藤崎 弘士, 小林 泰三

    日本物理学会講演概要集   65 ( 0 )   268 - 268   2010年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 26pTE-7 量子カオス系の最適制御における汎関数のランドスケーブについて(26pTE 量子カオス系,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   65 ( 0 )   305 - 305   2010年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 23aTG-9 ポルフィリンにおけるエネルギー移動現象の量子ダイナミクスによる研究とその古典解析(23aTG 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    藤崎 弘士, 菊地 浩人, 戸田 幹人, Straub John E

    日本物理学会講演概要集   65 ( 0 )   313 - 313   2010年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 水素・重水素移動反応の量子統計力学的第一原理計算

    志賀基之, 藤崎弘士

    分子科学討論会講演プログラム&amp;要旨(Web)   4th   ROMBUNNO.4E06 (WEB ONLY)   2010年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Probing the principles of dynamics and energy flow in proteins

    John E. Straub, Yong Zhang, Hiroshi Fujisaki

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   238   2009年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Web of Science

    researchmap

  • 27pQC-5 Kicked Rotor系の状態制御と遷移 : GPGPUによる量子ダイナミクス(量子カオス系・量子論基礎(その他の量子力学系を含む),領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

    高見 利也, 藤崎 弘士, 小林 泰三, 青柳 睦

    日本物理学会講演概要集   64 ( 0 )   208 - 208   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 生体分子内における振動エネルギー緩和のシミュレーション

    藤崎 弘士

    アンサンブル   11 ( 2 )   2_25 - 2_30   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション研究会  

    DOI: 10.11436/mssj.11.2_25

    researchmap

  • 3P031 哺乳類のキサンチン脱水素酵素とバクテリア由来のキサンチン脱水素酵素との間における動的構造の差異(蛋白質(構造・構造機能相関),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    菊地 浩人, 藤崎 弘士, 渡部 昇, Leimkuhler Silke, 岡本 研, 西野 武士

    生物物理   47 ( 0 )   S210   2007年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.47.S210_4

    researchmap

  • Investigating vibrational energy relaxation and collective motions in proteins (複雑な多谷ポテンシャルエネルギー面上で生起する動力学諸問題--タンパク質とその周辺)

    藤崎 弘士, Straub John E

    物性研究   86 ( 1 )   87 - 92   2006年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:物性研究刊行会  

    この論文は国立情報学研究所の電子図書館事業により電子化されました。Our recent studies on vibrational energy relaxation (VER) and collective motions in proteins are summarized. As a first topic, we discuss the validity of Fermi&#039;s golden rule for VER problems in proteins, and to get over this limitation, we apply the finite-time perturbation theory due to Okazaki&#039;s group to our VER problem of a localized mode in a protein. As a second topic, we discuss the dynamical effects of solvent water on the collective protein dynamics, employing several time series analysis methods such as principal component analysis and the power spectra of kinetic energies.

    CiNii Books

    researchmap

  • Vibrational energy relaxation in proteins

    John E. Straub, Hiroshi Fujisaki, Yong Zhang

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   231   2006年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Web of Science

    researchmap

  • 26pYW-3 Vibrational energy relaxation and principal component analysis for protein dynamics

    FUJISAKI Hiroshi, STRAUB John E.

    日本物理学会講演概要集   60 ( 1 )   366 - 366   2005年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • Approach for Controlling Nano-scale Quantum Systems

    T. Takami, H. Fujisaki

    物性研究   84 ( 3 )   399 - 400   2005年

     詳細を見る

  • 粗視化描像による量子カオス制御 (力学系理論の展開と応用)

    高見 利也, 藤崎 弘士, 宮寺 隆之

    数理解析研究所講究録   1369   27 - 40   2004年4月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:京都大学  

    CiNii Books

    researchmap

  • [6]ボストン大学滞在記

    藤崎 弘士

    アンサンブル   6 ( 27 )   30 - 33   2004年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション研究会  

    researchmap

  • 30aXN-4 量子最適制御理論の長時間極限における解析解とその応用(原子・分子)(素粒子論,宇宙線,領域1,領域11合同)

    高見 利也, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   59 ( 0 )   195 - 195   2004年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 28pXE-4 Semiclassical approaches for controlling nonadiabatic molecular dynamics

    FUJISAKI Hiroshi, KONDORSKIY Alexey, NAKAMURA Hiroki

    日本物理学会講演概要集   58 ( 1 )   151 - 151   2003年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • レーザー場による分子の動力学過程制御の理論的研究

    横山啓一, 寺西慶哲, 森林健悟, KOGA J, 黒崎譲, 白井稔三, 長屋州宣, 藤崎弘士, 中村宏樹

    日本原子力研究所JAERI-Conf   2003年

     詳細を見る

  • Chaos的動力学による量子論的絡み合いの生成((1)量子カオスの基本概念と基礎理論,京大基研短期研究会「量子カオス : 理論と実験の現状」,研究会報告)

    田中 篤司, 藤崎 弘士, 宮寺 隆之

    物性研究   80 ( 1 )   62 - 63   2003年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:物性研究刊行会  

    この論文は国立情報学研究所の電子図書館事業により電子化されました。

    CiNii Books

    researchmap

  • 20aWE-7 量子 kicked rotor の最適制御

    高見 利也, 藤崎 弘士, 宮寺 隆之

    日本物理学会講演概要集   58 ( 0 )   198 - 198   2003年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 6aTA-11 統合したchaos系のentanglementとdecoherence II(量子カオス系,領域11)

    田中 篤司, 藤崎 弘士, 宮寺 隆之

    日本物理学会講演概要集   57 ( 0 )   206 - 206   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 24pXL-13 完全反射現象を用いた光分解の制御 : HI分子の場合(24pXL 原子・分子,領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理分野))

    藤崎 弘士, 寺西 慶哲, 中村 宏樹

    日本物理学会講演概要集   57 ( 0 )   127 - 127   2002年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 8aWF-5 IVR半古典論による制御理論の実装 : 多次元系に向けて(原子・分子,領域1)

    藤崎 弘士, 中村 宏樹

    日本物理学会講演概要集   57 ( 0 )   122 - 122   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27aXY-9 結合したchaos系のentanglementとdecoherence1(27aXY 量子カオス系,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理分野))

    田中 篤司, 藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   57 ( 0 )   281 - 281   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27aYT-4 多モード非断熱遷移系の複雑さとレーザー制御

    藤崎 弘士, 高塚 和夫

    日本物理学会講演概要集   56 ( 0 )   299 - 299   2001年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 25aZC-11 電子移動反応におけるカオスの効果

    藤崎 弘士, 高塚 和夫

    日本物理学会講演概要集   55 ( 0 )   308 - 308   2000年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 24pXB-12 非断熱遷移系におけるカオスの効果

    藤崎 弘士, 高塚 和夫

    日本物理学会講演概要集   55 ( 0 )   300 - 300   2000年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 31p-YA-7 少数多体系における量子カオス

    藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   53 ( 0 )   657 - 657   1998年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27a-H-3 結合した量子のカオス系における半古典論

    藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   53 ( 0 )   771 - 771   1998年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 6a-YE-2 量子カオスとデコヒーレンス

    藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集   52 ( 0 )   746 - 746   1997年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 27a-YB-12 半導体発光素子における量子雑音

    藤崎 弘士, 清水 明

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会   1995 ( 0 )   429 - 429   1995年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 30p-R-1 ソノルミネッセンスの原理と応用

    藤崎 弘士

    日本物理学会講演概要集. 年会   48 ( 0 )   253 - 253   1993年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

▼全件表示

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 効果的なPBL課題作成にAIで助言-課題作成支援ツールの開発-

    研究課題/領域番号:23K09563  2023年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    早坂 明哲, 藤倉 輝道, 根本 崇宏, 高久 俊, 藤崎 弘士, 三宅 弘一

      詳細を見る

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    researchmap

  • 高次元生命ダイナミクス時系列の機械学習による低次元系への縮約と制御への応用

    研究課題/領域番号:22K11941  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    藤崎 弘士, 小田切 健太, 末谷 大道, 森次 圭

      詳細を見る

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    researchmap

  • 凝集誘起発光において非断熱遷移ダイナミクスが巧みに制御されるメカニズムを捉える

    研究課題/領域番号:22K05025  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    山本 典史, 藤崎 弘士, 上田 将史

      詳細を見る

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    researchmap

  • 機械学習で議事録を分析:PBLチュートリアルチューター支援システムの開発

    研究課題/領域番号:19K10545  2019年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    早坂 明哲, 藤倉 輝道, 根本 崇宏, 藤崎 弘士, 三宅 弘一, 井上 千鹿子

      詳細を見る

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    Problem-based Learning(PBL)チュートリアルのチューターは、グループ討論のファシリテータを担い討論の成果を左右する。チューターの振る舞いのバラツキはグループ間の学習成果に差を生むので改善が必要である。そこでチューターに客観的な討論達成度を示し、自身のファシリテートを振返る情報をフィードバックするシステムを開発することを目指してる。開発は次の手順である。(A)討論をビデオ撮影し、討論の様子とその議事録からシステム化を考慮した評価基準を決定する。(B)評価基準を前提に電子黒板に書かれた議事録を機械学習により分析して討論達成度をチューターにフィードバックするシステムを開発する。
    2019年度は、今年度はPBLチュートリアルから分析に必要なデータの抽出を計画した。複数グループの議論の録画と、議事録に記録される情報について、具体的に本来記録されるべき情報がどの程度記録されるのか想定した。
    また並行して、システムのプロトタイプ作成の準備を開始した。開発に必要な機械学習や深層学習の情報収集と、Pythonで効果的にデータを処理するために必要な情報の収集に努めた。
    本研究は、7月に京都府立医大で開催された第51回日本医学教育学会大会のプレコングレスワークショップにて研究の概要を報告した。画像診断分野で発展が目覚ましいAI分野であるが、教育分野におけるAI活用の事例として紹介した。医学教育やPBLチュートリアルの研究者と情報交換ができ、本研究課題の参考となる情報が得られた。また12月に福岡市で開催された大学ICT推進協議会2020年度年次大会に参加した。本研究の成果は情報教育分野にも寄与できそうである。

    researchmap

  • リアルタイムイメージングから構築するがん細胞動態の高精度予測モデル

    研究課題/領域番号:19K12207  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    小田切 健太, 高田 弘弥, 藤崎 弘士

      詳細を見る

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究課題は、実験で得られたがん細胞動態の計測データを利用して、高精度予測が可能な細胞集団動態の数理モデル構築が目標である。そのために、実験による細胞動態のデータ計測、細胞動態の数理モデル構築、実験データを利用した数理モデルのパラメータ推定の3段階の研究を組み合わせて、研究を効率的に進めている。初年度は、主に実験によるデータ計測と数理モデル構築について研究を進めていった。
    まず実験については、咽頭がんにおける呼吸や発声による刺激の影響を想定した実験を行った。喉頭部粘膜扁平上皮癌細胞(KB細胞)に対して、周期的圧刺激を負荷することによって呼吸や発声による振動を再現し、細胞内Ca2+あるいはK+濃度変化をリアルタイムイメージングした結果、50 Hzの振動では組織中の細胞外K+放出がみられた。培養したKB細胞にヒスタミンを投与し、K+チャネル応答をリアルタイムイメージングしたところ、ヒスタミン刺激によってK+チャネル開口は顕著に抑制されるが、ヒスタミン刺激5分前にあらかじめ振動圧刺激(50 Hz, 1 min)を負荷しておくと、K+チャネル応答の改善が認められた。このように、初年度は培養したKB細胞の特性の見極めを行った。
    数理モデルについては、細胞動態の数理モデルのテストケースとして、ヒト上皮細胞による創傷治癒実験の結果をより正確に再現する数理モデルの構築を進めていった。これまでの研究において、圧刺激を加えた際に生じるシグナル物質の影響をあらわに取り入れたモデルを構築していたが、これに加えて圧刺激の効果をモデルに取り入れるための検討を行ってきた。細胞の各部位に印加される実効的な力を、数理モデル上の計算で現れるエネルギーを用いて計算する手法を用いて表現する手法の導入を目指していたが、初年度の時点では実装にまでは至らなかった。

    researchmap

  • 酵素反応のボトルネックを探る:反応経路サンプリングによる計算と実験による検証

    研究課題/領域番号:17KT0101  2017年7月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    藤崎 弘士, 楯 真一, 山本 典史, 森次 圭

      詳細を見る

    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    細胞内における生体分子の機能として重要なものの一つが酵素反応であり、それは生命活動に必要不可欠な化学反応や構造変化を表している。生化学の分野では今までに、様々な酵素反応の素過程やそれらの連なりとしての反応サイクルが明らかにされている。酵素反応においては基質分子が別の分子に転換されるが、その際は酵素と基質の相互作用によってその反応は加速されるのが常である。この加速の機構は反応の自由エネルギー障壁が低くなるものとして理解されるが、それ以外にも「動的な」効果が存在するはずである。ただし、その分子的なメカニズムは、遷移状態を実験的にも理論的にもとらえることが難しいために、解明はあまり進んでいない。そこで本研究では酵素反応を分子レベルで、かつ「動的に」捉えるための計算手法を開発し、それをいくつかの酵素に個別に適用する。
    ここでは酵素反応を分子動力学法を用いてシミュレートするために、重み付きアンサンブル法という新規な手法を用いる。これは超並列に計算を流すことで酵素反応のような自由エネルギーの山を越える現象を効率的にシミュレートする手法であり、通常の熱力学的なサンプリング手法と異なり、動的な情報も得ることができるのが特色である。これまで小さなペプチドに用いた結果を出版したが、その知見や共同研究者の経験を生かして、現在はPIN1酵素とアデニル酸キナーゼへの適用を行っている。PIN1酵素に対しては異性化反応における水素結合の組み替えを動的に特徴づけることができ、現在論文にまとめている。またアデニル酸キナーゼに対しても、PIN1と比べてより大きな構造変化を動的にシミュレートすることが可能であることが分かり、現在は水素結合の組み替えの動的な解析を行っている。

    researchmap

  • 動的データに内在するレアイベント性の新規な特徴付けと生体時系列への応用

    研究課題/領域番号:16K00059  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    藤崎 弘士, 末谷 大道, 光武 亜代理, 森次 圭, 松永 康佑

      詳細を見る

    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    動的なデータからレアイベントと呼ばれる稀な現象を抽出し、その特徴づけを行うのは難しい問題であり、シミュレーションでデータを生成するときにも同じような問題が現れる。生体分子の時系列を分子動力学シミュレーションで生成する場合は安定な状態間を乗り移る構造変化がレアイベントに対応し、上記の問題が現れるために、ここでは重み付きアンサンブル法と呼ばれる超並列計算手法を用いることで、その問題を解決できるか調べた。具体例としてはシニョリンという小さいタンパク質に適用し、動的な構造変化を効率よく生成できることが示せた。また、多様体学習の拡散マップ法を用いて、構造変化に重要な反応座標を抜き出すこともできた。

    researchmap

  • 時間方向並列化法に基づくマルチスケールシミュレーションの構築と検証

    研究課題/領域番号:15K04760  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    高見 利也, 小林 泰三, 下川 倫子, 戸田 幹人, 高橋 公也, 藤崎 弘士

      詳細を見る

    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    量子系、二成分流体系、音と流体の連性系に対して、マルチスケール表現を利用した並列計算を実施し、双曲型を除く偏微分方程式系に対して、時間と空間のマルチスケール表現による効率化が可能であることを確認した。しかし、分子動力学系など常微分方程式で表現される多体系の動力学に関しては、Parallel-in-Time法による時間並列計算の収束性が悪く、応用可能な範囲が少ないこともわかった。そこで、自己駆動粒子系を対象にした時間並列計算により収束性の性質について検証し、問題点を明らかにした。

    researchmap

  • ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―

    研究課題/領域番号:26440081  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    菊地 浩人, 藤崎 弘士, 古田 忠臣, 岡本 研

      詳細を見る

    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    キサンチン酸化還元酵素(XOR)は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その3次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な3次元構造からBOFの阻害機構を単純には理解できないことを意味している。動的な視点に着目し、分子動力学計算を行うことによってBOFによる阻害作用の違いを説明することに成功した。

    researchmap

  • 非平衡非定常現象への統計科学の展開と生体分子の機能発現機構に対するその応用

    研究課題/領域番号:25610105  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    戸田 幹人, 高見 利也, 福水 健次, 藤崎 弘士

      詳細を見る

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    近年、生体分子の機能発現を研究するため、分子動力学シミュレーションが活発に遂行されている。しかし、機能と関連する生体分子の構造変化は稀な現象であり、さらに生体分子のような大自由度系に関し、分子動力学で得られる大規模時系列データから集団運動を抽出することは大きな課題であり、次元削減における新たな方法が必要である。そのために本研究では、階層的集団運動の抽出に向けたデータマイニングの方法として、近年のデータ解析の手法であるウエーブレット解析・トレンド解析・カーネル法と、非線形物理における不変集合解析を組み合わせ、大自由度モデル系や天然変性タンパク質等に応用し、新たな解析手法を展開した。

    researchmap

  • 身近な非線形現象に対するマルチスケール的手法の確立と応用

    研究課題/領域番号:23540454  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    高見 利也, 藤崎 弘士, 下川 倫子, 小林 泰三, 戸田 幹人, 高橋 公也

      詳細を見る

    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    期間全体を通して、身近に見られる非線形現象の実験的な解析と、計算機シミュレーションによる再現、および、メカニズムの解明を実施した。特に、ミルク表面のコーヒーフラクタルパターン形成の現象に関しては、その初期過程がビスカスフィンガリングであるという明確な解析結果を得ることが出来た。本研究では、観察される現象を出来るだけそのまま解析することを目指したため、通常とは異なるマルチスケール的なアプローチの開発が必要となった。この領域では、時間方向マルチスケール解析の有効性を明らかにし、今後の研究へとつながる成果を得た。

    researchmap

  • キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて

    研究課題/領域番号:23570198  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    菊地 浩人, 岡本 研, 藤崎 弘士, 古田 忠臣

      詳細を見る

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、3次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な3次元構造(いわゆる鍵と鍵穴)では簡単に理解できないことを意味しているが、動的な視点に着目し、分子動力学計算を行うことによって説明することに成功した(Sci. Rep. 2, 331; DOI:10.1038/srep00331 (2012))。

    researchmap

  • 生体分子の量子ダイナミクス:その理論的解明と制御

    研究課題/領域番号:22540421  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    藤崎 弘士, 高見 利也, 菊地 浩人, 戸田 幹人

      詳細を見る

    配分額:2860000円 ( 直接経費:2200000円 、 間接経費:660000円 )

    生体分子などの高分子を含む、比較的大きな分子の振動のダイナミク スを解明するには、通常は基準振動解析と呼ばれる線形の解析を使うが、これでは非線形・非 平衡の効果を調べることができず、また量子効果に関しても十分に取り入れることができない。 最近では時間分解の振動分光実験において、生体分子内の振動緩和や振動エネルギー移動が非 常に短い時間・空間スケールで観測されつつあるが、その分子レベルの解明のためには理論・ 計算によるアプローチが欠かせない。そこで本研究では以前われわれが開発した摂動論の考え を越えた「分子の階層モデル」を考え、そのアルゴリズムを並列計算として実装し、最近の実 験結果に適用した。また、われわれは振動状態を制御するための最適制御理論の量子古典対応、 分子の構造変化を効率的に計算するためのパスサンプリングのアルゴリズムを開発した。

    researchmap

▼全件表示

担当経験のある授業科目

  • 医学入門

    機関名:日本医科大学

     詳細を見る

  • 物理学実習

    機関名:日本医科大学

     詳細を見る

  • 物理学入門

    機関名:芝浦工業大学

     詳細を見る

  • セミナー

    機関名:日本医科大学

     詳細を見る

  • 基礎電磁気学

    機関名:芝浦工業大学

     詳細を見る

  • 基礎力学

    機関名:芝浦工業大学

     詳細を見る

  • 物理学

    機関名:日本医科大学

     詳細を見る

▼全件表示