JP2016031525A - 分子模型および分子構造の再現方法 - Google Patents
分子模型および分子構造の再現方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016031525A JP2016031525A JP2014155456A JP2014155456A JP2016031525A JP 2016031525 A JP2016031525 A JP 2016031525A JP 2014155456 A JP2014155456 A JP 2014155456A JP 2014155456 A JP2014155456 A JP 2014155456A JP 2016031525 A JP2016031525 A JP 2016031525A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molecular
- molecular model
- reproducing
- atom
- atomic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
【解決手段】分子模型1では、原子半径を反映させた複数の原子表示部材3を原子間距離および結合角を反映させて結合させてある。複数の原子表示部材3のうち、一重の共有結合で結合している2つの原子を示す2つの原子表示部材3(C1)、3(C2)は、スナップボタン等の結合部6によって結合し、結合軸周りに回転する。また、水素結合等の引力的相互作用を有する原子を示す原子表示部材3(H)には、粘着部材、磁石、面ファスナー等のカップリング部材8を付しておく。そして、分子模型1を揺らすことにより、引力的相互作用を模したカップリング部材8同士の吸着を最適化した分子模型1とする。
【選択図】図2
Description
「前記複数の原子表示部材のうち、引力的相互作用を有する原子を示す原子表示部材には、脱離可能なカップリング部材が付されている」とは、引力的相互作用を有する原子を示す原子表示部材の少なくとも一部にカップリング部材が付されていることを意味し、引力的相互作用を有する原子を示す原子表示部材の全てにカップリング部材が付されている形態に限定されない。
与した水の分子模型を数十から数百個、前記液体を満たした透明容器内に入れて水素結合ネットワークを再現した中で、蛋白質の分子構造を再現した分子模型を揺らせば、蛋白質内の疎水相互作用を容易に再現することができ、溶液中の蛋白質構造を忠実に再現することができる。
図1は、本発明を適用した蛋白質の分子模型1の説明図であり、図1(a)、(b)は、水素結合等の引力的相互作用を反映したときの分子模型1の説明図、および水素結合等の引力的相互作用を反映する前の分子模型1の説明図である。
の両方の官能基を有している。例えば、アミノ酸のうち、カルボキシル基が結合している炭素にアミノ基も結合しているαアミノ酸は、以下の化学式
RCH(NH2)COOH
により表される。かかるアミノ酸は、ヒドロキシ基やアミノ基に水素を有しているため、蛋白質では、水素結合等の引力的相互作用が生じている。このため、分子模型1において、水素結合等の引力的相互作用を考慮しない場合、分子模型1は、図1(b)に示す形態を有しているが、水素結合等の引力的相互作用を考慮すると、分子模型1は、図1(a)に示す形態となり、図1(a)に示す形態の方が実際の蛋白質の分子構造に近い。
図2は、本発明を適用した分子模型1において、リシン(lysine;アミノ酸)の分子構造を再現した様子を示す説明図である。図3は、本発明を適用した分子模型1において、カルボキシル基の分子構造を再現した様子を示す説明図であり、図3(a)、(b)は、原子表示部材3を結合させた様子を示す説明図、および原子表示部材3を結合させる前の様子を示す説明図である。図4は、本発明を適用した分子模型1に用いた原子表示部材3の説明図であり、図4(a)、(b)、(c)は、カルボキシル基を構成する炭素を示す原子表示部材3(C1)の説明図、水素を示す原子表示部材3(H)の説明図、およびカルボキシル基においてヒドロキシ基を構成する酸素の原子表示部材3(O1)の説明図である。なお、図2、図3および図4には、各原子表示部材3が示す元素を示してある。
2)の作成に用いた球体、水素を示す原子表示部材3(H)の作成に用いた球体、および酸素を示す原子表示部材3(O1)、3(O2)の作成に用いた球体のサイズ(半径)は、各原子の原子半径に対応して、以下の比
3.4:2.4:3.04
に設定してある。また、球体に対する結合面の形成位置(球体の中心からの位置)は、原子間距離に対応して設定されている。また、球体に対する結合面の形成位置(向き)は、結合角に対応して設定されている。例えば、原子表示部材3(C1)において、原子表示部材3(C2)と結合する結合面11と原子表示部材3(O1)と結合する結合面12の角度は110°に設定され、原子表示部材3(C2)と結合する結合面11と原子表示部材3(O2)と結合する結合面13の角度は126°に設定されている。
このように構成した分子模型1において、複数の原子表示部材3はいずれも結合面が重なるように結合される。ここで、複数の原子表示部材3のうち、一重の共有結合で結合している2つの原子を示す2つの原子表示部材3は、仮想の結合軸周りに回転可能な結合部6によって結合されている。
本形態の分子模型1において、複数の原子表示部材3のうち、水素結合、静電相互作用、疎水静電作用等の引力的相互作用を有する原子を示す原子表示部材には、結合面とは反対側に、脱離可能なカップリング部材8が付されている。本形態では、複数の原子表示部材3のうち、水素結合(引力的相互作用)を生じる水素を示す原子表示部材3(H)にカップリング部材8が付されている。かかるカップリング部材8は、粘着部材、磁石、面ファスナー等からなり、カップリング部材8が接近あるいは接触した際、カップリング部材8同士が吸着する。
図5は、本発明を適用した分子模型を用いた分子構造の再現方法の一例を示す説明図である。
カップリング部材8)によって分子模型1を揺らしてもよい。
以上説明したように、本形態の分子模型1では、一重の共有結合で結合している2つの原子を示す2つの原子表示部材3が、仮想の結合軸周りに回転可能な結合部6によって結合されているため、一重の共有結合での回転を反映した分子模型1を構成することができる。また、引力的相互作用を有する原子を示す原子表示部材3にカップリング部材8が付されているため、引力的相互作用を反映した分子模型1を構成することができる。従って、簡素な構成で、分子構造を容易に再現することができる。それ故、蛋白質等の高分子の構造や揺らぎ等を適正に把握することができる。
上記実施の形態では、蛋白質(アミノ酸)の分子模型1を中心に説明したが、核酸、脂質、多糖類、デンドリマー、ミセル、ポリマー、カーボンナノチューブ、超分子等の分子模型に本発明を適用してもよい。
3 原子表示部材
6 結合部
8 カップリング部材
Claims (12)
- 原子半径を反映させた複数の原子表示部材を原子間距離および結合角を反映させて結合させた分子模型であって、
前記複数の原子表示部材のうち、一重の共有結合で結合している2つの原子を示す2つの原子表示部材が、仮想の結合軸周りに回転可能な結合部によって結合され、
前記複数の原子表示部材のうち、引力的相互作用を有する原子を示す原子表示部材には、脱離可能なカップリング部材が付されていることを特徴とする分子模型。 - 前記原子表示部材は、結合面が形成された球状部材からなることを特徴とする請求項1に記載の分子模型。
- 前記結合部は、凸部をもって前記2つの原子表示部材の一方側に保持された第1留め具と、前記凸部が嵌る凹部をもって前記2つの原子表示部材の他方側に保持された第2留め具とが対になったスナップボタンからなることを特徴とする請求項1または2に記載の分子模型。
- 前記カップリング部材は、粘着部材、磁石および面ファスナーのうちのいずれかからなることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の分子模型。
- 前記複数の原子表示部材には、一重の共有結合で結合している2つの炭素原子を示す2つの原子表示部材が含まれ、
前記2つの炭素原子を示す2つの原子表示部材は、前記結合部によって結合されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の分子模型。 - 前記複数の原子表示部材によって蛋白質の構造が再現されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の分子模型。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の分子模型を用いた分子構造の再現方法であって、
前記分子模型を揺らすことにより、前記引力的相互作用を模した前記カップリング部材同士の吸着を最適化させることを特徴とする分子構造の再現方法。 - 前記分子模型を揺らすにあたっては、前記分子模型を液体に浸漬した状態で前記液体を揺らすことを特徴とする請求項7に記載の分子構造の再現方法。
- 前記分子模型として、蛋白質の分子構造を再現した分子模型と、水の分子構造を再現した分子模型と、を前記液体に浸漬した状態で前記液体を揺らすことで、蛋白質内の疎水相互作用を再現することを特徴とする請求項8に記載の分子構造の再現方法。
- 前記分子模型として、膜蛋白質の分子構造を再現した分子模型と、水の分子構造を再現した分子模型と、脂質の分子構造を再現した分子模型と、を前記液体に浸漬した状態で前記液体を揺らすことで、脂質二重膜中の脂質と蛋白質との相互作用を再現することを特徴とする請求項8に記載の分子構造の再現方法。
- 前記分子模型を揺らすにあたっては、前記分子模型に振動を加えることを特徴とする請求項7に記載の分子構造の再現方法。
- 前記カップリング部材として磁石を用い、
前記分子模型を揺らすにあたっては、前記分子模型に外部から磁界を印加することを特徴とする請求項7に記載の分子構造の再現方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014155456A JP6571319B2 (ja) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 分子構造の再現方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014155456A JP6571319B2 (ja) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 分子構造の再現方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016031525A true JP2016031525A (ja) | 2016-03-07 |
JP6571319B2 JP6571319B2 (ja) | 2019-09-04 |
Family
ID=55441906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014155456A Expired - Fee Related JP6571319B2 (ja) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 分子構造の再現方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6571319B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101816717B1 (ko) | 2016-07-04 | 2018-01-09 | 서울대학교산학협력단 | 빅뱅 핵융합 학습을 위한 교구 |
CN109686209A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-26 | 南京南欣医药技术研究院有限公司 | 分子结构模型构建方法及装置 |
WO2023055615A1 (en) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | R2D2, Llc | Structurally altered gas molecule produced from water and method of generation thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59112274U (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-28 | 中山 茂喜 | 容体に磁石を封入した原子モデル |
JPS6336288A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-16 | 梅野 昌 | 水素原子に磁石を用いた分子模型 |
JPS63187174U (ja) * | 1987-05-16 | 1988-11-30 | ||
JPH02282286A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Jun Ui | 分子モデル |
JP2004325862A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Kansai Tlo Kk | 分子構造模型 |
JP2010197419A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Japan Advanced Institute Of Science & Technology Hokuriku | タンパク質分子の分子模型及びその作製方法 |
-
2014
- 2014-07-30 JP JP2014155456A patent/JP6571319B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59112274U (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-28 | 中山 茂喜 | 容体に磁石を封入した原子モデル |
JPS6336288A (ja) * | 1986-07-31 | 1988-02-16 | 梅野 昌 | 水素原子に磁石を用いた分子模型 |
JPS63187174U (ja) * | 1987-05-16 | 1988-11-30 | ||
JPH02282286A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Jun Ui | 分子モデル |
JP2004325862A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Kansai Tlo Kk | 分子構造模型 |
JP2010197419A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Japan Advanced Institute Of Science & Technology Hokuriku | タンパク質分子の分子模型及びその作製方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101816717B1 (ko) | 2016-07-04 | 2018-01-09 | 서울대학교산학협력단 | 빅뱅 핵융합 학습을 위한 교구 |
CN109686209A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-26 | 南京南欣医药技术研究院有限公司 | 分子结构模型构建方法及装置 |
WO2023055615A1 (en) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | R2D2, Llc | Structurally altered gas molecule produced from water and method of generation thereof |
US12000053B2 (en) | 2021-09-28 | 2024-06-04 | H2Plus Llc | Generation of structurally altered gas molecules from water and application thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6571319B2 (ja) | 2019-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11573317B2 (en) | Augmented reality platform and method for use of same | |
JP6571319B2 (ja) | 分子構造の再現方法 | |
Moerz et al. | Protein adsorption into mesopores: a combination of electrostatic interaction, counterion release, and van der Waals forces | |
Shen et al. | Reconstitution of membrane proteins into model membranes: seeking better ways to retain protein activities | |
Lundqvist et al. | Protein adsorption onto silica nanoparticles: conformational changes depend on the particles' curvature and the protein stability | |
Greenberg | Integrating nanoscience into the classroom: Perspectives on nanoscience education projects | |
Johal et al. | Understanding nanomaterials | |
Jiménez | Teaching and learning chemistry via augmented and immersive virtual reality | |
Bazzano et al. | Human-robot interfaces for interactive receptionist systems and wayfinding applications | |
Joseph | learning Robotics using python | |
Russo | AR in the Architecture Domain: State of the Art | |
Niece | Custom-printed 3D models for teaching molecular symmetry | |
Allesch et al. | Structure of hydrophobic hydration of benzene and hexafluorobenzene from first principles | |
Gautam et al. | CO2 adsorption in metal-organic framework Mg-MOF-74: effects of inter-crystalline space | |
Santos et al. | Surface assessment via grid evaluation (SuAVE) for every surface curvature and cavity shape | |
Haleem et al. | Holography and its applications for industry 4.0: An overview | |
Liu et al. | Electropaper: Design and fabrication of paper-based electronic interfaces for the water environment | |
McColm et al. | Crystal Engineering Using a “Turtlebug” Algorithm: A de Novo Approach to the Design of Binodal Metal–Organic Frameworks | |
Hanai | Fundamental properties of packing materials for liquid chromatography | |
Mansour et al. | Development of a novel miniaturized electromagnetic actuator for a modular serial manipulator | |
Norde et al. | Adsorption of globular proteins | |
Zawadniak et al. | Micromouse 3D simulator with dynamics capability: a Unity environment approach | |
Cheah et al. | Augmented reality: A review on its issues and application in teaching and learning | |
Banerjee | Experimental prototyping toolkit to facilitate rapid prototyping | |
Nguyen et al. | LEGOⓇ Education SPIKETM Prime-based Atomic Force Microscope for Science Education |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170728 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181009 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20181130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190412 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190808 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6571319 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |