スーパーコンピ ュータ システム
令和元年度

研

究

成

果

報

京都大学化学研究所

告

書

はじめに
京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムは、1992 年 1 月より運用を開始した京都大学の研究設備で、複数のスーパーコンピュータが高速ネット
ワークで結ばれたネットワークスーパーコンピューティングシステムを提供しています。2020 年 1 月に導入されたシステムは、ゲノムネット計算サーバシ

ステム A として HPE Superdome Flex(総 CPU コア数 1,152)、ゲノムネット計算
サーバ システム B および化学計算サーバとして HPE Apollo 2000(総 CPU コア
数 5,680)、ゲノムネット公開サーバとゲノムネット開発サーバとして HPE
ProLiant DL560(総 CPU コア数 640)を採用しました。化学研究所スーパーコンピュータシステムは、分子シミュレーションをはじめとする計算化学関連の応用
ソフトウェア、ゲノム解析やバイオインフォマティクス研究で必要となる分子生物学関連のデータベースとソフトウェアが整備されており、こうした分野の研究環境をサポートすることを目的に、学内外の研究者に広く開放されています。また、分子生物学関連のデータベースとソフトウェアはゲノムネットデー
タベースサービス（https://www.genome.jp/）として、広く国内外の研究者に提供しています。
この報告書は、令和元年度の 381 名の登録利用者の中から電子メールだけの利用者や、特に報告する内容のなかった利用者を除き、82 件の研究成果報告をまとめたものです。システム稼働状況、化学研究所 WWW サービスの利用状況、
ゲノムネットデータベースサービス利用状況についても報告しています。
また、当システムは化学研究所共同利用・共同研究拠点の共通設備として利用され、令和元年度は 10 件の採択課題（バイオ情報学分野）推進に利用されました。
今後とも、スーパーコンピュータシステムをより良いものにしていくために、
皆さまのご意見やご要望を以下のメールアドレスまでお寄せくださいますようお願い申し上げます。
送付先メールアドレス：spradm@scl.kyoto-u.ac.jp
2020 年 3 月
京都大学化学研究所

バイオインフォマティクスセンターhttps://www.bic.kyoto-u.ac.jp/
スーパーコンピュータシステム
https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/

化学研究所
新規な結合様式を持つ高周期典型元素化合物の反応解析

時任 宣博

・・・・

1

新規な低配位典型元素化合物の合成とその性質

水畑 吉行

・・・・

2

完璧なπ共役二次元シートを持つフラットシリセンの設計

高橋 まさえ・・・・

3

特異な構造をもつ有機分子の電子的性質

村田 靖次郎・・・・

4

軸性不斉DMAP型触媒の開発と絶対配置の推定

上田 善弘

・・・・

5

リビングラジカル重合法を用いたヤヌス型ボトルブラシの創製

榊原 圭太

・・・・

6

透過型電子顕微鏡による高分子結晶の高分解能観察

登阪 雅聡

・・・・

7

含歪みπ共役化合物の合成とその物性評価

茅原 栄一

・・・・

8

有機デバイスの基礎科学と高機能化

梶 弘典

・・・・

9

界面の振動分光学

長谷川 健

・・・・

10

EELSスペクトルの計算機シミュレーション

根本 隆

・・・・

11

効率的有機分子変換反応を可能とする新規金属触媒の設計と
合成

中村 正治

・・・・

12

機能性高分子合成を指向した遷移金属錯体触媒の開発

脇岡 正幸

・・・・

13

生物情報ネットワークの解析と制御

阿久津 達也・・・・

14

数理モデルによる生体ネットワーク制御手法の開発

田村 武幸

・・・・

15

化学生命科学研究領域の研究報告

緒方 博之

・・・・

16

海洋の真核プランクトンと巨大ウイルスの生物地理に関する研究

遠藤 寿

・・・・

18

ウイルスの多様化と生物進化の関係の解明

吉川 元貴

・・・・

20

腸内微生物群集が炎症性腸疾患に及ぼす影響の解明

西山 拓輝

・・・・

21

浦ノ内湾におけるブルーム形成植物プランクトンとメガウイルス科の群集季節変動の解析

Prodinger Florian ・・・・

22

海洋微生物生態系における種間相互作用の研究

金子 博人

・・・・

23

巨大ウイルスの分離と比較ゲノム解析

吉田 亘騎

・・・・

24

パルマ藻・珪藻の比較ゲノム解析

伴 広輝

・・・・

25

メタゲノムを利用したNCLDVの新規補助代謝遺伝子の探索

宮崎 うらら・・・・

26

バイオインフォマティクス実習

チョウ ルイシャン ・・・・

27

赤潮期間中囲まれた湾でメタバーコーディングを使って二つのメガウイルス科群集の比較

夏骏

・・・・

28

小島 崇寛

・・・・

29

エネルギー理工学研究所
ナノ炭素材料の理論的研究
防災研究所

SSEに伴う海面地殻変動の推定

井上 智裕

・・・・

30

環状ピロール-イミダゾールポリアミドの合成と評価

廣瀬 優希

・・・・

31

量子化学計算と固体NMRを用いた新規無機物質の構造解析

野田 泰斗

・・・・

32

ヘテロ環化合物の再構築反応開発

野木 馨介

・・・・

33

エポキシ樹脂の架橋反応による構造形成と力学特性発現の関係
の評価

内藤 悠太

・・・・

34

近赤外円偏光発光材料の創出

三木 康嗣

・・・・

35

有機活性種を駆使した新規反応開発と機能性物質の合成

岡本 和紘

・・・・

36

層状アンチモン化合物の構造シミュレーション

新井 一功

・・・・

37

可視光応答型光触媒を用いる高効率水分解システムの開発

鈴木 肇

・・・・

38

電極触媒の電子状態解析

宮崎 晃平

・・・・

39

有機電子機能性材料の素子形成と界面伝導特性評価

筒井 祐介

・・・・

40

13族元素含有有機金属錯体の特異な光学特性の機構解明

伊藤 峻一郎・・・・

41

HOPG基板上における分子配列のモデリング

松田 建児

・・・・

42

吸着工学・乾燥工学等に関する分子論的検討

鈴木 哲夫

・・・・

43

ポリエチレングリコールで修飾したピリジン配位子の開発

藤原 哲晶

・・・・

44

計算化学的手法による有機物・無機物の熱物性・輸送特性予測

松本 充弘

・・・・

45

琵琶湖水中におけるウイルスメタゲノム解析

沈尚

・・・・

46

エネルギー機能材料の電子構造と光物性

蜂谷 寛

・・・・

47

生体系物質の原子・電子解析

馬渕 守

・・・・

48

材料界面・表面の原子～電子論的研究

楠田 啓

・・・・

49

金属材料の表面特性

袴田 昌高

・・・・

50

金属表面の物性解析

陳 友晴

・・・・

51

磁場配向を利用した固体NMR解析手法の開発

久住 亮介

・・・・

52

一酸化炭素資化菌と水圏ウイルスの分子生物学的研究

吉田 天士

・・・・

53

効率的な有用物質生産に向けた真核微細藻類のゲノム解析

澤山 茂樹

・・・・

54

量子化学計算によるリグニンモデル化合物の間接電解反応機構
の解析

平野 義貴

・・・・

55

理学研究科

工学研究科

エネルギー科学研究科

農学研究科

人間・環境学研究科

三次元π共役分子の合成の機能性の創出

廣戸 聡

・・・・

56

ガラス長残光蛍光体における残光メカニズムの解明

上田 純平

・・・・

57

有機分子性結晶の気体吸着特性の解析

津江 広人

・・・・

58

金属錯体ソフトマテリアルの創成

古川 修平

・・・・

59

水素貯蔵を示す水素化物含有金属-有機構造体の合成

堀毛 悟史

・・・・

60

自己集合を利用したタンパク質のカプセル化

藤田 大士

・・・・

61

多能性細孔物質の深化

大竹 研一

・・・・

62

佐藤 徹

・・・・

64

固液界面を反応場とする化学反応

湊 丈俊

・・・・

65

電池材料のラマンスペクトルの計算

山中 俊朗

・・・・

67

生体分子情報データベースの開発とその応用

五斗 進

・・・・

68

遺伝子情報を用いた海洋生態学研究

西村 陽介

・・・・

69

グラフに基づく分子系統解析手法の開発と適用

松井 求

・・・・

70

ヒト腸内菌叢のメタゲノム解析

上田 敦史

・・・・

71

MAGsによる、腸内細菌叢比較ゲノム解析

中村 祐哉

・・・・

72

規則性合金の触媒作用に関する理論的研究

古川 森也

・・・・

73

カロテノイドデータベース化学フィンガープリントを用いたカロテノイ
ド生合成パスウェイの再構築

薮崎 純子

・・・・

74

密度汎関数法を用いたNO還元用代替触媒探索

蒲池 高志

・・・・

76

湖沼に生息する細菌・ウイルスのメタゲノム解析

岡崎 友輔

・・・・

77

高次高調波によるアト秒X線パルスの増幅

Carles Serrat

・・・・

78

スギゲノムの解読と解析

藤野 健

・・・・

79

タンパク質の電子状態計算

平野 敏行

・・・・

80

アミノアシルtRNA合成酵素の系統解析で示すミトコンドリアのモザ
イク起源

浜口 悠貴

・・・・

81

機能性高分子材料の創生

三田 文雄

・・・・

82

計算化学を活用した天然物の合成研究

占部 大介

・・・・

83

液々界面での電子移動反応の研究

平野 智倫

・・・・

84

高等研究院

福井謙一記念研究センター
振電相互作用に関する理論的研究
産官学連携本部

京都大学以外生態学的ビッグデータを用いた生物多様性の創出・維持機構の研究

久保田 康裕・・・・

85

高分子－低分子間相互作用の振動スペクトルへの影響

武智 恭世

・・・・

86

ゼロ金利制約のあるDSGEモデルのパラメータ推定

砂川 武貴

・・・・

87

システム稼働状況

西川 和嗣
福本 淳司
大久保 宏一
上原 英也

・・・・

88

京都大学化学研究所WWWサービスの利用状況

西川 和嗣

・・・・

94

ゲノムネットサービス利用統計

西川 和嗣

・・・・

95

スーパーコンピュータシステム講習会等開催履歴

福本 淳司

・・・・ 130

スーパーコンピュータシステム

令和元年度研究課題一覧

・・・・ 136

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
新規な結合様式を持つ高周期典型元素化合物の反応解析

Theoretical studies on the reactions of novel main group elements compounds
京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 有機元素化学研究領域 時任 宣博
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、筆者らがごく最
近合成・単離することに成功したゲルマニウム核置換アントリルアニオン 1–の三量体 3K+·23–の性質に関する検証を行った。
筆者らはこれまでにフェニルアニオンのアニオン炭素をゲルマニウムに置換した 3–を安定な化合物として合成・単離することに成功している。3–はフェニルアニオンと同様、芳香族性を示す環状共役を有する一方で、フェニルアニオンでは重要ではない二価化学種性の関与、すな
わち 3–におけるゲルミレンの性質がその構造等に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。ベンゼン縮環を施した 1–とすることで、周辺芳香環の芳香族性の増大に伴いゲルマニウム
中心の二価化学種性が増大すると予想される。それを検証すべく実際にその合成を試みたと
ころ、アニオン同士が非対称に三量化するという特異な様式で 3K+·23–が得られることが明らかとなった。この結果は、1–のゲルマニウム中心が高反応性の二価化学種性を有しているためと考えられる。
+

3–
3–

Ge

三量体 3K ·2 の電子状態を評価するために、対カチオンを

1–
Ge

t-Bu

metallyl anion +aromatic contribution

t-Bu

Ge

Ge

metallylene +delocalized anion

larger contribution
KL

排した 23– の構造最Ge

[B3LYP/6-31G(d,p)]KC8 (2 eq.)benzene/r.t.
–[BbtK]にて行った。その構
造は、X 線結晶構造L

Bbt

適化を Gaussian 09[K•1–]

Bbt = 2,6-[CH(SiMe3)2]2-4-[C(SiMe3)3]-C6H2

KL
Ge
Ge

1/3
L3K

Ge
L = thf
3K+·23–

解析によって得られた構造と大きく異なっており、23–の構造は、対カチオンとの相互作用に大きく影響を受けていることが明らかとなった。
発表論文（謝辞あり）(1) Fujimori, S.; Mizuhata, Y.; Tokitoh, N. A Mixed-Anion System Consisting of a Germyl
Anion and Anions Delocalized on Conjugated Carbon Ring Skeletons. Chem. Eur. J. 2019,25, 6284-6289.
(2) Yanagisawa, T.; Mizuhata, Y.; Tokitoh, N. Syntheses and Structures of Novelλ3,λ3-Phosphanylalumanes Fully Bearing Carbon Substituents and Their Substituent Effects.
Inorganics 2019, 7, 132.

1

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
新規な低配位典型元素化合物の合成とその性質

Synthesis of Novel Low-coordinated Compounds of Main Group Elements
京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 有機元素化学研究領域 水畑 吉行
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、筆者らがごく最
近合成・単離することに成功した三配位アルミニウム–三配位リンからなる単結合化合物（λ3,λ3ホスファニルアルマン）の性質に関する検証を行った。
13 族元素と 15 族元素のようにルイス酸とルイス塩基とが直接結合した化合物は、炭化水素
や二酸化炭素などの小分子と有効な軌道相互作用を獲得できると考えられるため、通常変換が困難な小分子を我々が利用できる形に化学反応で変換する「小分子活性化反応」が期待できる。しかし、これらの結合の間には π 性相互作用が働くため、ルイス酸とルイス塩基の機能は失活してしまう。実際、第二周期元素であるホウ素を含む化学種であるアミノボラン(N–B)やホスファニルボラン(P–B)がその結合の間に大きな相互作用を有し、二重結合性を示すことに対して、その高周期元素類縁体である λ3,λ3-ホスファニルアルマンは、その結合の伸長に起因して相互作用が減少するため、結合を有しながらも高いルイス酸とルイス塩基の機能を発現できると考えられる。しかし λ3,λ3-ホスファニルアルマンは、合成例が非常に限定されている上に、反応性の観点からの研究はほとんど行われていない。

合成に成功した λ3,λ3-ホスファニルアルマン類

t-Bu

1 および 2 の電子状態を評価するために、構造って得られた構造をよく再現した。その構造を基

t-Bu λ3 λ3
Al P
Mes
t-Bu
Mes
1

に、NBO6.0 による結合の評価および TD 計算

C5F5 λ4

λ4[B3LYP-D3/6-311+G(d,p)//B3LYP-D3/6-31G(d)]Al

P

最適化を Gaussian 09 [B3LYP-D3/6-31G(d)]にて行った。その構造は、X 線結晶構造解析によによる吸収スペクトルの解析を行った。

C6F5
Cl

Li

C

t-Bu
Al

N

Pλ

3

Mes
Mes
1•(t-BuNC)
OEt2

t-Bu λ

4

C6F5

Al

P

λ3

Mes
Mes
4
C6F5 λMes
Mes
2•Et2O
2•LiCl発表論文（謝辞あり）(1) Yanagisawa, T.; Mizuhata, Y.; Tokitoh, N. Syntheses and Structures of Novelλ3,λ3-Phosphanylalumanes Fully Bearing Carbon Substituents and Their Substituent Effects.
Inorganics 2019, 7, 132.
(2) Fujimori, S.; Mizuhata, Y.; Tokitoh, N. A Mixed-Anion System Consisting of a Germyl
Anion and Anions Delocalized on Conjugated Carbon Ring Skeletons. Chem. Eur. J. 2019,25, 6284-6289.

2令和 元年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利⏝ሗ࿌᭩

完璧な π 共役二次元シートを持つフラットシリセンの設計
Design of flat silicene with perfect -conjugate 2D sheet
京都大学化学研究所物質創製化学研究系有機元素化学研究領域
高橋まさえ
研究成果概要「ケイ素版グラフェン」とも呼ばれる新材料「シリセン」は、炭素原子の代わりに同じ 14 族であるケイ素原子を使った二次元単原子層シートです。グラフェンは電子構造にエネルギーギャップがないため、論理回路への応用が望めなく、シリセンの実現が切望されています。しかし、シリセンは、平面構造のグラフェンとは異なり、一部の原子が浮き上がって座屈した凹凸構造をとるため、空気中できわめて不安定です。研究代表
者は、極最近、平面構造のシリセン分子の理論設計に成功し、論文発表しました[M.
Takahashi Sci. Rep. 2017, 7, 10855.]。
本研究は研究代表者が設計したフラットな構成単位をベースに二次元に拡張したフ
ラットなシリセンを構築し、その物性を探索することを目的としています。第一原理計
算による物質設計では、最適化構造を求めたのちに、その構造がポテンシャル曲面上で極小点にある安定な構造であることを振動解析により確認する必要があります。周期系の第一原理計算において、格子定数も含めた構造最適化とその振動解析の可能なアプリ
ケーションは限られています。京都大学化学研究所のスーパーコンピュータにはこの目的にかなったアプリケーション（Materials Studio）が公開されています。
2018 年度は、分子の第一原理計算ソフトにより設計発表したシリセン分子の結果と、Materials Studio のような周期系の第一原理計算ソフトを用いた結果について、いくつかの条件をクリアしすり合わせを行いました。2019 年度は、2018 年度に確立した条件で、平面ケイ素 2 次元シートの設計に着手しました。2019 年 6 月には国際会議 ICMAT 2019で、11 月には ICMS 2019 で招待講演を行いました。ケイ素を 2 次元に敷き詰めたシリセンは凹凸構造をとり、空気中できわめて不安定です。平面構造に制限し、平面構造を有するシリセン分子の理論設計において研究代表者が示した指針に基づき、考えられる
限りの二次元シートを設計し計算しました。しかし、単純な二次元への拡張では目的とする平面構造は得られず難航しました。現在、一つの系について、平面構造が安定となるシリセンシートの設計に成功しました。ディラックコーンは相対論的効果を入れなくても僅かにギャップが開き、バンド構造は半金属の性質を示唆していました。今後、相対論的効果、スピン密度および他の系の可能性について検討します。
発表論文（謝辞なし）
・M. Takahashi, H. Matsui, Y. Ikemoto, M. Suzuki, N. Morimoto, Sci. Rep. 2019, 9, 13104.

3

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
特異な構造をもつ有機分子の電子的性質
Electronic Properties of Organic Molecules with Novel Structure

京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 構造有機化学領域

村田 靖次郎研究成果概要
水素結合は生体分子・超分子錯体形成における重要な非共有結合相互作用の 1 つであり，ドナー原子の性質に応じて軌道相互作用または静電相互作用が結合形成に関与する．
しかし，OH/π 相互作用を適切に評価できるモデル分子系はなく，気相中における理論研究に強く依存しており，実験研究は大きく立ち遅れている．我々は，エチレン-水錯体を理想的なモデル分子系と捉え，その迅速な解離・再結合および再配向を立体的アプ
ローチにより制約した単一水分子モデルを構築した．すなわち，C60 骨格に隔離した単一水分子と骨格上の二重結合との OH/π 相互作用を，水分子の回転挙動の観点から評価
し，理論的解釈を行なった．
まず，モデル分子となる
H2O@1 を合成し，温度可変 1H
NMR 測定を行なった．内包された水分子のシグナルは温度降下とともに低磁場側へシフトすることがわかり（FigureΔG1a），低温下では OH/π 相互作

5.0用をもつオレフィン-水錯体の4.0と考えられる．緩和時間測定

T1 / T2 (–)

構造特性の寄与が大きくなるの 結 果 （ o-dichlorobenzene-d4,
800 MHz），縦および横緩和時
間比 T1/T2 が低温下において極

3.0
2.0
1.0

H2O@C60
0.0
240

260

280

300

320

340

360

ΔG

Temperature (K)めて大きな値をもつことがわ
かり，水分子の運動性が著しく抑制されることがわかった（Figure 1b）．この OH/π 相互作用の起源を明らかにするた
めに，NPA，NBO，AIM 計算等を行なった結果，内包された水分子の配向に依存し，OH/π 結合形成に寄与する主要な相互作用が静電相互作用から軌道相互作用へと切り替わることがわかった（Figure 1c）．
発表論文（謝辞なし）
Hashikawa, Y.; Murata, Y. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 12928–12938.

4令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
軸性不斉 DMAP 型触媒の開発と絶対配置の推定

Development of Axially Chiral DMAP-Type Catalysts and Analysis of Axial Configuration
京都大学化学研究所 精密有機合成化学研究領域

上田 善弘

研究成果概要4-ジメチルアミノピリジン (DMAP) は水酸基のアシル化に汎用される求核触媒である。触媒とアシルドナーとから生成するアシルピリジニウムイオンが触媒活性中間体と想定され、水酸基が活性アシル基に求核付加する律速段階において、カウンターアニオンが一般塩基触媒として水酸基の脱プロトン化に関与する遷移状態が提唱されている。新たな不斉 DMAP 型
触媒として軸不斉及び一般塩基触媒作用が期待されるカルボキシル基をピリジン環近傍に有する触媒 3 を設計・合成した （図A）。HPLC により光学活性体を単離後、不斉アシル化触媒としての

(A)

N
N

n-Pr

性能を評価すると、中程度の選択

N
n-Pr Br性で 4 の速度論的光学分割が進行

1

O
+

(B)
Me

HO

(±)-4

安定配座を導出した。17 個の安定(C)O

ペクトルを TD-DFT 法で計算し、エ考慮して平均化したところ、図 C に

N
n-Pr

CO2H

(±)-3

(-)-3 (1 mol%)(i-PrCO)2O (0.75 eq.)
Et3N (0.9 eq.)

Me i-PrCOO

HO
S

Me
R

+
toluene, -20 °C, 55 h
conv. = 45%s value = 2.6(S)-4 (28% ee) (R)-5 (35% ee)(B3LYP/6-31G(d,p))により、17 個のネルギー差から Boltzmann 分布を

CN

optically pure (+)-3 and (-)-3

び gaussian 16 による DFT 計算

配座それぞれの UV および CD ス

n-Pr

optical resolution by prep. HPLC

構造の推定のため、実測および計
MacroModel による配座探索およ

3 steps

2

した (図 B)。単離した触媒の絶対算の CD スペクトルの比較を行った。

B

O

H
O

n-Pr

n-Pr

N

N

示す結果となった。実測の UV およ
び CD スペクトルとの比較を行った

calculated most stable conformation of S-3が、絶対配置の決定には至らなかった。今後より詳細な解析により、絶対配置の決定を行いたい。
発表論文（謝辞あり） なし
発表論文（謝辞なし）
R. Nishino, S. Hamada, R. Elghareeb, Y. Ueda, T. Kawabata, T. Furuta, Chirality, in press. DOI:
10.1002/chir.23207.

5令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
リビングラジカル重合法を用いたヤヌス型ボトルブラシの創製

Preparation of Molecular Janus-type Bottlebrushes by Living Radical Polymerization
京都大学 化学研究所 材料機能化学研究系 高分子材料設計化学研究領域 榊原圭太
研究成果概要互いに非相溶な高分子からなる共重合体は、自己組織化によりミクロ相分離構造を発現する。高密度に異種側鎖を有する櫛型ポリマーであるヤヌス型ボトルブラシは、特徴的な一次構造に由来する、直鎖状ブロック共重合体とは異なるミクロ相分離構造の形成挙動を示すこと
が、近年明らかにされている。ヤヌス型ボトルブラシにおけるミクロ相分離構造の形成因子は、主として側鎖の特性（密度および体積分率）により理解される。一方、セルロースは半剛直かつキラルな主鎖を有する高分子であり、ある種の誘導体は主鎖のキラリティに起因したらせん状の高次構造（コレステリック液晶等）を形成する。この分子鎖特性をミクロ相分離系に拡張すべく、本研究では、セルロース鎖への異種高分子の高置換度かつ位置選択的な導入により、側鎖の密度および相対位置が制御されたヤヌス型ボトルブラシ（セルロース系ヤヌス型ボトルブラシ）を設計・合成した。得られたヤヌス型ボトルブラシのキャスト膜を作製し、小角 X 線散乱（SAXS）測定および透過型電子顕微鏡（TEM）観察によりミクロ相分離構造の評価を行った。
得られた相分離構造スケールは側鎖長に比較して大きく、セルロース主鎖の一次構造を反映したミクロ相分離構造形成の可能性を示唆した。一方、ヤヌス構造ではないセルロース系ボト
ルブラシ（2,3 位にメチル基、6 位にポリスチレン鎖を有するセルロース）の溶液特性についても調べ、セルロースの特性を反映した剛直性を明らかとした 1)。
発表論文（謝辞あり）
該当なし
発表論文（謝辞なし）
1)

Y. Kinose, K. Sakakibara, H. Ogawa, Y. Tsujii, “Main-Chain Stiffness of Cellulosic
Bottlebrushes with Polystyrene Side Chains Introduced Regioselectively at the O-6 Position”,
Macromolecules, 2019, 52, 8733-8740.

6令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

透過型電子顕微鏡による高分子結晶の高分解能観察
High-Resolution Observation of Polymer Crystals with a Transmission Electron Microscope
京都大学化学研究所 高分子制御合成研究領域

登阪雅聡

研究成果概要
今回は、所属研究室で開発された技術によりワンポットで合成される、多分岐高分子の分子モデリングを行った。従来の技術において、モノマーと多官能分岐剤により合成された多分岐ポリマーは、構造の分布が非常に広くなるという問題があった。しかし当研究室の技術では、重合して高分子内部に取り込まれた後に活性となる分岐剤を用いることにより、構造の分布が狭い多分岐高分子を合成する事が出来る[1]。
この技術で合成された多分岐高分子が三次元的にどの様な構造になっているかを明らかにするため、Materials Studio を用いて構造モデルの構築とダイナミックシミュレーションを行った。
最初は粗視化シミュレーションにより、同一の総モノマー数（５００個）で分岐数の異なる３種類の構造を比較した。この場合は３種類とも回転半径 Rg が同じという結果が得られた。これは予想と異なる結果であり、粗視化モデルに分子鎖の剛直性が反映されていないためだと考えられた。
そこで、実際の分子構造（今回はポリメチルアクリレート: PMA）をそのまま用いたダイナミック
シミュレーションを実施した。分岐点間のモノマー数は３～６８であるが、この範囲において分岐点間の部分鎖は非常に剛直に振る舞っていた。この剛直性を検証するため、モノマー数を
３～５００まで変えた直鎖状の PMA についてもダイナミックシミュレーションを行い、鎖長と Rgの関係を調べた。その結果、Fig. 1 に示すように、モノマー数 150 程度まで両者の間に比例関係が示された。この比例関係は、分子鎖が剛直に振る舞っていることを示すため、分岐高分子に見られた振る舞いは信頼できると考えられた。最終的に Fig. 2 に示すように、分岐高分子における分岐の程度（generation）が増すにつれて Rg が小さくなるという結果が得られた。
Rg vs. No. of monomers

Radius of Gyration (nm) of dendritic
PMA 500mer

12

Rg (nm)

10
8

8.384

6

5.632

4
2

4.52
2.588

0
0

100

200
300
400
No. of monomers

500

600

Linear2nd
generation

4th
generation

6th
generation

Fig. 2. 分岐の程度と Rg の関係

Fig. 1. モノマー数と Rg の関係

参考文献[1] Lu, Y.; Nemoto, T.; Tosaka, M.; Yamago, S. Nature Commun. 2017, 8, 1863.

7令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
含歪みπ共役化合物の合成とその物性評価

Synthesis of Strained π-Conjugated Molecules and Evaluation of their Physical Properties
京都大学化学研究所 材料機能化学研究系 高分子制御合成研究領域

茅原 栄一[n]シクロパラフェニレン ([n]CPP) は、最近、大量合成法が確立されたことから、その反応性の解明やデバイスへの応用の可能性が大きく広がっている。本研究では CPPの歪んだ炭素－炭素（C-C）結合に着目し、遷移金属錯体との反応について検討を行ったところ、環サイズの小さな[5],[6]CPP の 2 つの C-C 結合が 0 価白金錯体により活性化されることを見出した。そこで、DFT 計算による反応のサイズ依存性を考察した。
まず、[n]CPP (n = 5-8)の C-C 結合に対して、Pt(PMe3)2 が段階的に挿入する機構の探索を行った (Table 1)。その結果、CPP の C-C 結合に白金が配位した後に、3 中心遷移状態を経由し、単核錯体 1 が生成する経路が見つかった。さらに、1 から、同様に白金錯体の配位と挿入により、二核錯
体 2 が生成した。1、2 が生成

Table 1. Activation enthalpy (ΔH‡), heat of formation (ΔH), andrelief of ring strain (ΔEs) upon the formation of 4’ and 1’.

する際の活性化エンタルピーと生成エンタルピーは、環サ
イズが大きくなると発熱性が小さくなった。この傾向は実験で明らかになった反応性の傾向と一致していた。さらに、反応の駆動力が CPP の歪みエ
ネルギーの解消であると考えられることから、反応における歪みエネルギーの変化を計算した。その結果、いずれの環サイズの CPP でも、大きく
歪みエネルギーが解消されており、特に、小さな CPP における歪みエネルギーの大きな解消が反応の駆動力になっていることが分かった。

Substrate ΔH ‡[a] ΔH ‡[a] ΔH [a] ΔH [a] ΔE [b] ΔE [b]
1
2
1
2
s(1)
s(2)
(n)
5
45
43
-141
-154
-182
-199
6
66
47
-104
-135
-147
-175
7
79
56
-83
-126
-126
-154
8
95
69
-62
-107
-108
-150
-1
[a] Relative energies are given in kJ mol with respect to thesubstrate. [b] ΔEs(1) or ΔEs(2) are defined as ΔEs(1) or ΔEs(2) =strain energy of 1 or 2 - strain energy of [n]CPP or 1,
respectively.

発表論文（謝辞あり）
1) Kayahara, E.; Hayashi, T.; Takeuchi, K.; Ozawa, F.; Ashida, K.; Ogoshi, S.; Yamago, S.
Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 11418-11421.
2) Kawanishi, T.; Ishida, K.; Kayahara, E.; Yamago, S. J. Org. Chem. 2020, 85, 2082-2091.

8令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
有機デバイスの基礎科学と高機能化
Basic Science and Functionalization of Organic Devices
京都大学 化学研究所 分子材料化学研究領域

梶 弘典

研究成果概要Singlet Fission（SF）は 1 つの一重項励起子が 2 つの三重項励起子に分裂する現象である。
SF による三重項励起子の増感効果は, 有機デバイスの高機能化に有用であり, SF を活用することで励起子生成効率を向上させた太陽電池や有機 EL 素子が報告されている。有機デバ
イスのさらなる高機能化を目指し, SF 過程における基礎科学の解明と高効率な SF 材料の開発が進められている。
SF 過程で重要な役割を担うと考えられている三重項励起子の対 1(T1T1)は多電子励起状態である。そのため, 1(T1T1)の電子状態を計算するためには, 多電子励起配置を考慮した量子化学計算が必要である。本研究では, 京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムに実装されている量子化学計算ソフトウェア QChem を使用して, テトラセン 2 量体ならびにテトラセン誘導体について多電子励起状態を計算し, SF 効率における構造活性相関および SF を促進する振動モードを明らかにした。
テトラセンの結晶構造データから抽出した隣接するテトラセン 2 分子について, QChem を使用して密度汎関数法（ωB97X-D/6-31G(d)）による構造最適化および振動解析を行った。その際, 炭素原子の核座標は固定し, 水素原子の核座標のみ最適化した。続いて, 得られた最適化構造について, QChem に実装されている RAS-CI 法を用いて多電子励起状態を計算した。活性空間は 4 軌道 4 電子とし, 基底関数は 6-31G(d)とした。
RAS-CI 法による計算結果から, 片方のテトラセンに 一 重 項 励 起 子 が 局 在 し た 励 起 状 態 1(S1S0) と(T1T1) の 間 の エ ネ ル ギ ー 差 が 小 さ く , 1(S1S0) →1(T1T1)内部転換により SF が促進されることが示唆さ1

れた。 1(S1S0)→ 1(T1T1)内部転換速度を調べるために, 1(S1S0)と 1(T1T1)の間の振電相互作用を計算した
ところ, Fig. 1 に示す回転モードが強い振電相互作

Figure1.
Arrowsshow
the
用を示し, 1(S1S0)→1(T1T1)内部転換速度に大きく寄 mixed-rotationalmodelargely11
与していることがわかった。さらに, 1(S1S0)と 1(T1T1)の contributing to the (S1S0)→ (T1T1)
internal conversion rare. The blue and間の波動関数の空間重なりを調べたところ, その分 yellow distributions show spatial
between wavefunctions of
布がテトラセン 2 分子にまたがって大きく広がってお overlap
1(S1S0) and 1(T1T1).
り、このことが強い振電相互作用の起源であることが明らかになった。

9令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
界面の振動分光学
Vibrational Spectroscopic Study of Surface Chemistry
京都大学 化学研究所 分子環境解析化学領域

長谷川 健

研究成果概要有機半導体薄膜の製膜手法として，安価で大面積に製膜できるウェットプロセスがしばしば用いられるが，ペンタセン（PEN）に代表される低分子有機半導体は有機溶媒に難溶であるため，ウェットプロセスの適用が困難である．このような材料では，可溶性の前駆体化合物の薄膜を作製した後，熱もしくは光によって転化させて，目的とする化合物の薄膜を得る前駆体法が有用である．PEN の代表的な可溶性前駆体として，熱処理により PEN に転化する
13,6-N-Sulfinylacetamidopentacene（SAP）がある[1]．転化が完全に進行した PEN 薄膜に関しては，X 線回折（XRD）等を用いた研究により，結晶状態や分子配向が明らかになっている[2]．
しかし，SAP から PEN への熱転化反応の過程については，結晶性が低い SAP は XRD による解析が困難という背景もあり，定量的な議論が行われていない．
本研究では，結晶性によらず分子配向の議論が可能な，赤外 p 偏光多角入射分解分光（pMAIRS）法[3]を用いた検討を行った．スピンコート法により SAP 薄膜を作製し，それらを種々の温度（111~194°C）で加熱し，pMAIRS スペクトルを測定した．スペクトル変化について
量子化学計算を用いて解析した結果，SAP の減少にともない PEN が増加するとともに，PENの配向化が進行することがわかった．また，PEN のスペクトル解析により Thin-Film 相と Bulk
相の 2 種の存在が示唆された．熱転化反応における SAP および 2 種の PEN，計 3 成分の量変化を調べるため，pMAIRS スペクトルを無配向スペクトルに変換後，ケモメトリックスの一種である classical-least squares (CLS)回帰法[4]による解析を行った．その結果，転化によって PENの Thin-Film 相と Bulk 相が同時に生成するが，最終的に Thin-Film 相がすべて高配向のBulk 相へと構造転移することがわかった[5]．
薄膜試料の赤外バンド強度は，量だけでなく分子配向にも依存するため，ケモメトリックスの適用は困難であったが，薄膜の面内および面外のスペクトルが同一の縦軸スケールで得られる pMAIRS の特徴をうまく生かし，薄膜試料中の成分の定量的な議論に成功した[5]．
参考文献[1] A. Afzali, et al., J. Am. Chem. Soc. 124, 8812 (2002)., [2] Y. Murai, et al., Appl. Phys.
Express 4, 121603 (2011)., [3] T. Hasegawa, Anal. Chem. 79, 4385 (2007)., [4] T. Hasegawa,
Quantitative Infrared Spectroscopy for Understanding of a Condensed Matter. Springer, Tokyo(2017).
発表論文（謝辞なし）[5] N. Shioya, R. Fujiwara, K. Tomita, T. Shimoaka and T. Hasegawa, J. Phys. Chem. A (2020)
in press. (DOI: 10.1021/acs.jpca.0c00111)

10令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
EELS スペクトルの計算機シミュレーション
Computer simulation of EEL Spectrum

京都大学 化学研究所 先端ビームナノ科学センター 複合ナノ解析化学

根本隆

研究成果概要走査透過型電子顕微鏡(STEM)法と電子エネルギー損失分光(EELS)法を組み合わせることにより、原子オーダーの局所構造、局所分析が可能であり、更に光源として単色化した電子源を用いることにより、エネルギー損失が数 meV の低エネルギー損失領域の分光が可能となってきている。この領域には分子振動や格子振動などに由来するスペクトルが得られる筈であるが、スペクトルには様々な情報が重畳され、その解釈においては、計算科学的手法を併用してモデルを構築することが必須となっている。
本年度は、主として有機金属錯体結晶を対象として、低エネルギー損失領域のスペクトルの解釈を行った。測定した対象は金属イオンを共有して配位した有機物がネットワークを形成しており、分子単体ではなく、結晶を対象とした第一原理計算による結晶中のフォノンの挙動の解析を目標とした。
計算は WIEN2k と Phonopy のソフトウェアを組み合わせで行った。
計算対象が有機物質であるため、対称性が低く、変数の多い計算となるのに加え、各原子
座標に様々な方位で微小変位を加えて力場を計算することになるため、研究室の計算環境では半年間程度の計算が必要と見込まれたため、スーパーコンピュータシステムを使用した。計算にあたっては、研究室の計算環境で計算の初期パラメータの生成を行い、計算過程で最も時間のかかる SCF 計算の段階のみをスパコンで行った。各変位毎の計算は独立しており、APC キューを利用して 130 個の計算を順次実施した。計算時間は、実時間で約 2 週間であった。
右図に計算によって得られた低エネル
ギー損失領域の状態密度分布を示す。
きていることがわかる。
現在は、計算結果のとりまとめと詳細な解析を行っており、計算パラメータの調整などを実施している。

Density of states

明瞭な分子振動由来のピークが再現で

C≡N
0
−60

11

−40

−20

0

20

40

60

Frequency (THz)

80

100

令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

効率的有機分子変換反応を可能とする新規金属触媒の設計と合成
Design and Synthesis of Metal Catalysts toward Efficient Organic Molecular Transformation
京都大学化学研究所 中村 正治
研究成果概要
クロスカップリング反応は工業化学プロセスにおける最も重要な基盤化学技術の一つであり，
液晶や EL 材料，医農薬品の分子骨格構築に幅広く利用されている。従来のクロスカップリング
反応はパラジウム等の貴金属触媒を用いて行われてきたが，地殻埋蔵量が少なく，地域遍在性も高い貴金属の利用は持続的な社会構築という観点から必ずしも望ましいことではない。加えて，貴金属の多くは生態系への悪影響が懸念される環境負荷の大きな元素であり，実用プロセスにおいては製品への残留度が問題になることが多い。我々はこの様な問題を解決するために，遷移金
属の中で最も高い地殻埋蔵量を有する鉄に着目した触媒開発に取り組んできた。鉄は安定供給が可能であるだけでなく，毒性が極めて低いという特徴を有する。さらに，イオン化傾向が高い鉄は，酸性や塩基性水溶液による簡単な洗浄操作によって残留濃度を ppb オーダーに減らすことができるという実用上の利点を有する。

I

NH触媒としたクロスカップリング反応の開発に取り組I(1.0 equiv)+

上述の背景から，我々の研究グループでは，鉄を

Ph

Ph
N
Br

N
N
(1.0 equiv)

成反応を実現してきた。本課題では，官能基選択的

Ph2N

1) EtMgBr (4.0 equiv)
Et2O, 25 °C, 10 min
then removal of Et2O
PhNH2) FeCl2 4H2O (5 mol %)toluene, 100 °C, 24 hthen H 3O+

Ph2N(3.0 equiv)

み，これまでに熊田－玉尾－Corriu，鈴木－宮浦，根岸，薗頭カップリング反応などの炭素―炭素結合生HN

7 (1.0 equiv)
Pd(OAc)2 (5 mol %)PtBu3 (20 mol %)NaOtBu (1.5 equiv)

7
63%

Ph2N
Ph
N
N

xylene, 120 °C, 12 h

N
N
Ph

Ph
Ph2N
8 (DACT-II)
73% (overall yield: 46%)な炭素―窒素結合生成反応「鉄触媒 C―N カップリング反応」の開発を行い，無保護のハロカル
バゾールと様々なジアリールアミンの選択的な C―N カップリング反応を鉄触媒で実現した。さらに京都大学化学研究所梶らによって開発された熱活性化遅延蛍光（TADF）化合物 DACT-II の短段階合成への応用を示した（上図）。DFT 計算を用いた反応機構研究から，反応系中平衡混合物として存在する複数の鉄二核テトラアミド中間体のうちの一つから選択的な還元的脱離が起こる
ことによって，単一の生成物が得られることが明らかとなった（右図）。さらなる触媒開発・反応設計へと繋がる知見を与える結果である。京都大学
化学研究所スーパーコンピュータシステムにより，迅速な検討ができた。
発表論文（謝辞なし）“Iron‐Catalyzed Chemoselective C—N Coupling Reaction: A Protecting‐Group‐Free Amination of Aryl
Halides Bearing Amino or Hydroxy Groups.” Aoki, Y.; Toyoda, T.; Kawasaki, H.; Takaya, H.; Sharma, A.
K.; Morokuma, K.; Nakamura, M. Asian J. Org. Chem. 2020, DOI: 10.1002/ajoc.201900641

12

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
機能性高分子合成を指向した遷移金属錯体触媒の開発

Development of Transition Metal Catalysts for Synthesis of Functional Polymers
京都大学化学研究所 附属元素科学国際研究センター

脇岡 正幸

研究成果概要ドナー・アクセプター型交互共重合体(DA ポリマー)は、有機薄膜太陽電池(OPV)の半導体材料として優れた特性を示す。我々は，P(2-MeOC6H4)3(L1)の hemilabile な配位子特性を利用して直接的アリール化重合(DArP)に高性能なパラジウム触媒が調製できることを見出し、様々な DA ポリマーを簡便かつ高精度に合成できることを示してきた。
特に、配位子 L1 に TMEDA を組み合わせた混合配位子触媒を開発し、C–H 結合活性化
を素反応とする DArP が抱えていたポリマーの分岐・架橋・不溶化の問題を劇的に改善できることを明らかにした。本研究では、混合配位子触媒を用いることにより、2,2’ビチオフェン骨格を有する DA ポリマーの DArP 合成について検討した。
Scheme 1 にしたがって DArP 合成を行った結果、不溶化物の副生を伴うことなく、目的とするポリマーが高収率で得られた(poly(1a-alt-2): 81%, Mn = 88,100 (PDI = 3.7);
poly(1b-alt-2): 70%, Mn = 43,800 (PDI = 3.5))。poly(1a-alt-2)については、1H NMR を用いた構造解析を行うことができ、ホモカップリング結合の割合は 1.1%に留まり、分岐や架橋が存在していないことが明らかとなった。
続いて、生成ポリマーと文献に従Scheme 1って合成した右田–Stille 型クロスカ
SH
ッ プ リ ン グ 重 合 生 成 物
Br–Ar–Br +H
S
Stille1-Br(poly(1a-alt-2) : Mn = 73,200 (PDI =2-H1.7); poly(1b-alt-2)Stille: Mn = 43,600
Pd2(dba)3·CHCl3 (1 mol%)
L1 (4 mol%)(PDI = 2.4))について、光学的性質を
TMEDA (10 mol%)S
Ar
S
Cs2CO3 (3 equiv)
調べたところ、合成法に関係なく、
nt-BuCO2H (1 equiv)poly(1-alt-2)
toluene, 100 or 110 °C
同じ骨格をもつポリマーは同等の値
1-Br:Sを示すことがわかった。さらに、
N
N
S
Stille2NNRにつpoly(1b-alt-2)と poly(1b-alt-2)
Br
R1
Br
S
S
いて、n 型半導体 PC71BM を組み合わ
S
Br
S
Br
R1
R2
せて、OPV を作製して評価したとこ
F
F
N
N
S
1a-Br
1b-Br
ろ、同程度の光電変換効率 PCE を示
す こ と が わ か っ た (poly(1b-alt-2):
R1 = 2-octyldodecyl
P
NMe2
Me2N
Stille3
R2 = 2-decyltetradecyl
9.0(1)%, poly(1b-alt-2) : 9.3(2)%)。
MeO
TMEDA
L1

発表論文（謝辞なし）
Wakioka, M.; Morita, H.; Ichihara, N.; Satio, M.; Osaka, I.; Ozawa, F. Macromolecules 2020,
53, 158.

13

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
生物情報ネットワークの解析と制御
Analysis and Control of Biological Information Networks
京都大学化学研究所数理生物情報研究領域

阿久津 達也

研究成果概要生物情報ネットワークの解析について、ブーリアンネットワーク（BN）とスケールフリーネットワ
ークいう数理モデルを主対象にこれまでの研究を継続・発展させた。
BN は遺伝子ネットワークの離散数理モデルである。今年度は BN の確率的拡張である
PBN（Probabilistic Boolean Network）を 0-1 発現データの時刻(t,t+1)間の時間変化のサンプ
ルデータから推定する問題について、以前に我々が行った研究の拡張を行った。以前の研究
では部分的なパターンの出現回数の情報を利用していなかったが、今年度の研究では、その出現回数に関する情報を活用することで、より広いクラスの PBN に対してブール関数群の正確な推定（同定）が可能となることを示した[1]。特に以前の設定では１個の頂点に２個の関数が割り当てられていた場合でも同定不可能な場合があったが、今回の設定は妥当な仮定のもとで１個の頂点に３個の関数が割り当てられている場合でも同定可能であることを示した。一方、４個の関数が割り当てられている場合には、同定不可能となることも示した。
スケールフリーネットワークは次数分布がべき乗則にほぼ従うネットワークのことで、多くの生物情報ネットワークがこの性質を持つとされている。このスケールフリーネットワークに関して、
我々が近年発展させてきた最小支配集合（MDS)を用いたネットワーク制御手法・理論の拡張と応用を行った。以前の研究で確率的に辺が故障（利用不可となる）するようなネットワークに対して確率的最小支配集合（PMDS）を定義し、その計算手法やサイズの解析を行ったが、今
年度はそれと代謝ネットワークのフラックス解析を組み合わせた解析手法を開発した。その結果をいくつかの腫瘍細胞の公開データに適用したところ、「正常細胞と比較して腫瘍細胞の方が代謝ネットワークを制御しやすい傾向にある」という興味深い仮説を得ることができた[2]。もちろん、これは仮説であり実験などによる検証が必要であるが、これまで提案、拡張してきた
MDS に基づくネットワーク解析手法の有用性を示す新たな成果を得ることができた。
発表論文（謝辞なし）[1] T. Akutsu and A. A. Melkman, Identification of the structure of a probabilistic Boolean
network from samples including frequencies of outcomes, IEEE Transactions on Neural
Networks and Learning Systems, 30(8), 2383-2396, 2019.
[2] J-M. Schwartz, H. Otokuni, T. Akutsu, and J. C. Nacher, Probabilistic controllability
approach to metabolic fluxes in normal and cancer tissues, Nature Communications, 10,2725, 2019.

14令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
数理モデルによる生体ネットワーク制御手法の開発

Developing control methods for biological networks on mathematical models
京都大学化学研究所数理生物情報田村 武幸

研究成果概要細胞内には様々な化合物が存在し、互いに化学反応を繰り返すことにより生命活動が維持される。これらの化合物と反応の関係は代謝ネットワークにより表現される。この時、反応の触媒として機能するのが、遺伝子から作られた酵素と呼ばれるタンパク質である。代謝ネットワーク
も下図のようなブーリアンモデルで記述することが可能である。 は反応、 は化合物を表すノードである。例えば反応は化合物と から化合物 と を生成する。よって反応 が起こるための条件は ∧ と表せる。一方、化合物 は反応 と から生成されるので、化合物 の生成条件は ∨ と表せる。このように代謝ネットワークは反応を∧、化合物を∨のノードで表現した否定を含まない二部グラフで表現できる。

ブーリアンモデルの代謝ネットワークにおいては各ノードに０か１が割り当てられる。化合物に１が割り当てられれば、その化合物は生成可能あるいは存在するということを意味し、０が割り当てられれば、その化合物は生成不可能あるいは存在しないということを意味する。一方で反応に１が割り当てられれば、その反応はおこることができることを意味し、０が割り当てられれば、その反応はおこることができないことを意味する。
本研究では、ブーリアンモデルのみならず流束均衡モデルでも、ネットワークを制御する手法の計算を行った。

15令和元年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
化学生命科学研究領域の研究報告
Research Achievement of the Laboratory of Chemical Life Science
京都大学 化学研究所 化学生命科学研究領域 緒方 博之
研究成果概要京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用して、巨大ウイルスのゲノム・メタ
ゲノム解析行うと同時に、微生物生態学関連のバイオインフォマティクス研究を行った。
具体的には、（１）東京理科大との共同研究によるメドゥーサウイルスのゲノム解析（吉川元貴）、トランスクリプトーム解析（張瑞軒）、巨大ウイルス分離とゲノム解析（吉田亘騎、Romain
Blanc-Mathieu）、（２）生物炭素ポンプと真核ウイルスの関係（Roman Blanc-Mathieu、金子博人、遠藤寿）、（３）京都大学農学研究科、高知大学との共同研究による、メガウイルス科ウイル
スの多様性及び生物地理・環境動態の解析（李岩沢、Florian Prodinger、夏駿、孟令杰）、（４）
北極圏における真核生物と巨大ウイルスの生物地理（遠藤寿、夏駿）、（５）NCLDV の実験及び理論による宿主同定（孟令傑）、（６）仏国 CNRS との共同で巨大ウイルス環境ゲノム中の新規遺伝子探索（宮崎うらら）、（７）ウイルス－宿主データベースの開発（山本留美子）。ウイルス
関連以外の研究では、（８）珪藻、パルマ叢のゲノム解析（Roman Blanc-Mathieu、伴広輝）、（９）リモートセンシングデータからの海洋微生物群集構造の予測法開発（金子博人）、（１０）近
畿大学との共同により、ガンキリンが腸内細菌叢に及ぼす影響の評価（西山拓輝）、潰瘍性大腸炎患者の抗 TNF-α 療法後の長期寛解と腸内細菌叢の関連解析（西山拓輝）、潰瘍性大腸炎患者の便移植療法による腸内細菌叢の変動解析（橋本謙太郎）、（１１）KO の予測ツールの開発（荒巻拓哉）を行った。
発表論文（謝辞あり）
1. Yoshikawa G., Blanc-Mathieu R., Song C., Kayama Y., Mochizuki T., Murata K., Ogata H.,
Takemura M. Medusavirus, a novel large DNA virus discovered from hot spring water. J.
Virol., 93, e02130-18 (2019).
2. Li Y., Endo H., Gotoh Y., Watai H., Ogawa N., Blanc-Mathieu R., Yoshida T., Ogata H. The
earth is small for “leviathans”: long distance dispersal of giant viruses across aquatic
environments. Microbes Environ. 34, 334-339 (2019).
3. Okazaki Y., Nishimura Y., Yoshida T., Ogata H., Nakano S. Genome-resolved viral andcellular metagenomes revealed potential key virus-host interactions in a deep freshwater lake.
Environ. Microbiol. doi: 10.1111/1462-2920.14816. (2019).
4. Aramaki T., Blanc-Mathieu R., Endo H., Ohkubo K., Kanehisa M., Goto S., Ogata H.
KofamKOALA: KEGG ortholog assignment based on profile HMM and adaptive score16

threshold. Bioinformatics btz859, doi: 10.1093/bioinformatics/btz859 (2019).
5. Sakurai T., Nishiyama H., Nagai T., Goto S., Ogata H., Kudo M. Deficiency of Gankyrin in
the small intestine is associated with augmented colitis accompanied by altered bacterial
composition of intestinal microbiota. BMC Gastroenterology, 20 12 (2020).
発表論文（謝辞なし）

17

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

海洋の真核プランクトンと巨大ウイルスの生物地理に関する研究
Biogeography of eukaryotic phytoplankton and giant viruses across the global ocean
京都大学 化学研究所附属バイオインフォマティクスセンター
化学生命科学研究領域

遠藤 寿

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、大規模海洋調査で採取されたメタゲノムデータ、および全球規模の環境メタゲノムから構築した Metagenome
Assembled Genomes（MAGs）の解析を行った。
核細胞質性大型 DNA ウイルス（NCLDVs）は土壌や水圏等の環境に広く分布し、海洋では主に原生生物を宿主とすることが知られている。本課題では、国際海洋調査プロジェクト
Tara Oceans で採取されたメタゲノムデータから構築された遺伝子カタログを用い、DNA ポリメ
ラーゼ B ファミリー遺伝子を指標として NCLDV の生物地理分布および宿主分類群の推定を行った。また、近年公表された NCLDV のメタゲノム再構築ゲノム（MAG）から、予測された真核生物宿主由来と見られる遺伝子を抽出し、新規のウイルス-宿主関係に関して解析した。
発表論文（謝辞あり）
1.

Li, Y. et al. The Earth Is Small for "Leviathans": Long Distance Dispersal of Giant Viruses
across Aquatic Environments. Microbes Environ 34, 334-339, doi:10.1264/jsme2.ME19037(2019).

2.

Aramaki, T. et al. KofamKOALA: KEGG ortholog assignment based on profile HMM andadaptive score threshold. Bioinformatics, doi:10.1093/bioinformatics/btz859 (2019).

発表論文（謝辞なし）
1.

Xia, X., Cheung, S., Endo, H., Suzuki, K. & Liu, H. Latitudinal and Vertical Variation of
Synechococcus Assemblage Composition Along 170 degrees W Transect From the South
Pacific to the Arctic Ocean. Microb Ecol 77, 333-342, doi:10.1007/s00248-018-1308-8(2019).

2.

Yan, D., Endo, H. & Suzuki, K. Increased temperature benefits growth and photosynthetic
performance of the sea ice diatom Nitzschia cf. neglecta (Bacillariophyceae) isolated fromsaroma lagoon, Hokkaido, Japan. Journal of Phycology, doi:10.1111/jpy.12846 (2019).

3.

Endo, H. & Suzuki, K. Spatial Variations in Community Structure of Haptophytes Across theKuroshio Front in the Tokara Strait. Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical, and18

Ecosystem Dynamics, 207-221 (2019).
4.

Ibarbalz, F. M. et al. Global Trends in Marine Plankton Diversity across Kingdoms of Life.
Cell 179, 1084-1097 e1021, doi:10.1016/j.cell.2019.10.008 (2019).

19

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ウイルスの多様化と生物進化の関係の解明

Elucidation of the relationship between viral diversification and biological evolution
京都大学化学研究所バイオインフォマティクスセンター化学生命科学研究領域

吉川 元貴

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用して、ウイルスの進化の時間スケールを反映した系統樹（timetree）を構築し、多様化率の解析を行った。
具体的には、Virus-Host DB に含まれるピコルナウイルス科（Picornaviridae）について、1A（VP4）、1B（VP2）、1C（VP3）、1D（VP1）、2C（ヘリカーゼ）、3C（プロテアーゼ）、及び 3D（RNA 依存性 RNA ポリメラーゼ）の各タンパク質の遺伝子配列を取得した。これらの各領域について、MAFFT を用いてアライメントを構築し、HMMER を用いてプロファイル隠れマルコフ
モデル（プロファイル HMM）を作成した。さらに、Virus-Host DB に対してプロファイル検索を行い、ウイルスホモログを同定した。こうして得られた各領域の遺伝子配列について、MAFFTを用いてアライメントを作成し、RaxML を用いて最尤法に基づく分子系統樹を構築した。その結果、1C、2C、3C、及び 3D が各系統でよく保存され、多様化率の解析に適しているとの示唆を得た。各系統樹について、RelTime を用いて各ノードの相対分岐年代を推定し、多様化率の解析を行った。今後は、生物とウイルスの多様化速度の変化を比較することで、生物・ウイル
ス間の相互作用が多様化を促したのかを検証する予定である。

発表論文（謝辞あり）
発表論文（謝辞なし）
本年度は共になし。

20

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
腸内微生物群集が炎症性腸疾患に及ぼす影響の解明

Analysis on the role of intestinal microbiota in inflammatory bowel disease
京都大学 化学研究所 化学生命科学研究領域

西山拓輝

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、バイオインフォ
マティクス技術により、炎症性腸疾患と腸内微生物群集との関係性について調査した。
炎症性腸疾患とは、腸内にて慢性的に炎症が持続する疾患であり、潰瘍性大腸炎及びクローン病などが含まれる。いずれも原因は不明だが、炎症性腸疾患患者やモデルマウスなどの腸内細菌群集を対象とした近年のメタゲノム研究により、これらの疾患の病態に腸内微生物の群集構造の変化が深く関与していることが示唆されている。報告者は腸内微生物の内、細菌と溶原性ファージの相互関係に着目し、これらの炎症性腸疾患との関連性について研究を実施した。
具体的には、IBDMDB と呼ばれる公開データベースから入手した炎症性腸疾患患者の腸内メタゲノムやメタトランスクリプトームなどのデータセットを対象にスーパーコンピュータを用いてバイオインフォマティクス解析を実施した。その結果、腸内メタゲノムの DNA 断片から 3,133の細菌ドラフトゲノムを構築することに成功した。さらに、DNA 断片の塩基配列を重ね合わせたコンティグ中のプロファージ領域を VirSorter により推定し、それらを CD-HIT を用いてクラス
タリングすることで、5,703 の溶原性ファージ操作的分類群が得られた。これらのゲノム情報を基に群集構造の類似度を評価した結果、炎症性腸疾患患者とその他の患者群の間で腸内細菌と腸内溶原性ファージの各々の群集構造が異なることが分かった。今後、これらの群集構造の違いが、どの様な機序で病態に寄与するかについて、より詳細な解析を実施していく。

発表論文（謝辞あり）[1] Sakurai T, Nishiyama H, Nagai T, Goto S, Ogata H, Kudo M. Deficiency of Gankyrin in thesmall intestine is associated with augmented colitis accompanied by altered bacterial
composition of intestinal microbiota. BMC Gastroenterol. 2020;20(1):12. Published 2020 Jan
15. doi:10.1186/s12876-019-1156-0
発表論文（謝辞なし）

21

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

浦ノ内湾におけるブルーム形成植物プランクトンとメガウイルス科の群集季節変動の解析
Linking seasonal community changes of bloom forming eukaryotic phytoplankton andMegaviridae in Uranouchi Inlet, Japan
京都大学化学研究所 化学生命科学研究領域

Florian Prodinger

研究成果概要“Megaviridae” are a proposed family of NCLDV (nucleocytoplasmic large DNA viruses),

many of these giant viruses infect single-cellular eukaryotic algae. Megaviridae were
found to be both abundant and diverse in the ocean through metagenomic analysis.
Hence, it was hypothesized that they contribute substantially to the dynamics of algae
populations through infection and lysis.
We recently developed an analysis workflow for Megaviridae diversity in seawater
samples and combined this with previously established eukaryotic diversity analysis
protocols. In addition, we were able to obtain cell count data of bloom forming species
and metadata (e.g. salinity, dissolved nutrients, chlorophyll concentrations andtemperature) of our sampling location.
We applied metabarcoding methods on seawater samples of Uranouchi Inlet , Kochi,
Japan. The inlet is home to several blooming algal species and harmful algae blooms,
like the red tide, can occur spontaneously. We were able to monitor the change in algae
populations through metabarcoding and cell count data, as well as in Megaviridae
populations. We further observed an effect of algae blooms on the Megaviridae
communities and will further investigate the conditions of bloom formation andtermination.

発表論文
An optimized metabarcoding method for Mimiviridae, Prodinger et al. (in preparation)22

令和元年度 京都⼤学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利⽤報告書
海洋微⽣物⽣態系における種間相互作⽤の研究
Analysis of interspesific interactions in marine microbial ecology
京都⼤学化学研究所バイオインフォマティクスセンター 化学⽣命科学領域 ⾦⼦博⼈
研究成果概要本年度私は、メタオミクスデータを⽤いた海洋微⽣物の種間相互作⽤の解析を軸にして、スーパーコンピュータシステムを利⽤して 2 つの異なる仕事を⾏った。
1/ 地球規模のメタオミクスデータを⽤いた海洋ウイルスと炭素循環の関係の解析。
地球規模の炭素循環を形成する経路のひとつに、⽣物炭素ポンプがある。この経路では、
⼤気中の⼆酸化炭素が光合成によって有機炭素に変換された後に、その有機炭素が深海に沈降する粒⼦に変換されることにより、炭素が⼤気中から深海へと輸送される。地球規模の気候変動にも関連するこの現象には、海洋ウイルスが重⼤な役割を果たしていることがいくつかの実験や理論から予想されているが、未だその全体像は不明である。そこで私たちは、スーパーコンピュータシステムを駆使して、タラ海洋プロジェクトにより得られた地球規模のメタオミクスデータ（メタゲノム、メタトランスクリプトーム、
メタバーコードならびに環境メタデータ）の包括的な解析を⾏った。その結果、海洋ウ
イルスと炭素循環の新たな関係が明らかになった。
2/ ⼈⼯衛星画像を⽤いた海洋微⽣物の種組成の予測⼿法の開発。海洋微⽣物の種間ならびに環境との相互作⽤を地球規模で解析する際には、理想的には空間的・時間的に⼗分な広がりを持ったメタオミクスデータを⽤いることが望ましい。しかしながら、実際のサンプリングには⼈⼿、時間、予算の制約があるために、地球規模のサンプリングを定期的に⾏うことは難しく、利⽤できるサンプル数は限られている。⼀⽅で、地球観測衛星（⽇本では「しきさい」「しずく」など）は地球全体の海洋の状態を常時観測しており、そのデータを⽤いた海洋微⽣物の種組成の予測が可能になれば、海洋微⽣物⽣態系の研究が⾶躍的に進むことが期待される。私たちは、スーパーコンピュータシステ
ムを駆使して、深層学習技術を⽤いた新技術の開発を進めている。
発表論⽂（謝辞あり）
発表論⽂（謝辞なし）
本年度は共になし。

23

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
巨大ウイルスの分離と比較ゲノム解析
Isolation of giant viruses and comparative genomics
京都大学理学研究科 生物科学専攻 理論分子生物学 吉田亘騎

研究成果概要世界各地で巨大ウイルスの分離例が報告されてきたが、近年それらの局所的多様性が明らかになった。そこで、その多様性の意味を調べるために河川や池から巨大ウイルスの分離を行い、スーパーコンピュータシステムを用いて比較ゲノム解析を行った。
京都府から分離された 14 株と新潟県から分離された８株のウイルスのゲノムシーケンシングとアセンブリを行った。配列相同性から近縁種を特定し、ゲノムサイズ比較によりほぼ完全なゲノムであることを確認した。結果として、京都府から６種類のマルセイユウイルスと１種類のメドューサウイルス、新潟県から８種類のマルセイユウイルスのほぼ完全なゲノム配列が得られた。
マルセイユウイルス科のゲノム配列から遺伝子領域を予測し、分子系統樹解析を行った結果、分離されたマルセイユウイルスは２つの系統に分類された。また、オーソログを予測し、保有パターンから各ウイルスのクラスタリングを行うと、分子系統樹のトポロジーとオーソログ保有パターンクラスタリングのトポロジーは系統内に違いがみられた。つまり、遺伝子配列の進化のみではなく遺伝子組成の進化が示唆された。
局所に存在するウイルスがゲノムの組換えを行っていると仮説を立て、検証を行った。マルセ
イユウイルスゲノムの相同領域を取り出し、ゲノム組換え検出ツールによる検出を行った結果、２つの系統内で組換えが検出された。同一地点で分離されたウイルスについても組換えが検出されたため、局所的多様性の意味の一つとして、組換えによる進化の促進が示唆された。このことから、巨大ウイルスは組換えによって多様性を獲得し、環境に対する適応力を高めていることが考えられた。

発表論文（謝辞あり）

発表論文（謝辞なし）

24

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
パルマ藻・珪藻の比較ゲノム解析
Comparative genome analysis of Parmales and Diatoms

京都大学 化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学領域 伴 広輝
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、パルマ藻と珪藻の比較ゲノム解析を行った。結果として、ケイ素や窒素といった元素の取り込みや代謝に関わる遺伝子の数がパルマ藻と珪藻の間で差があることが明らかになった。さらに珪藻が多数持つ
ことが報告されていた遺伝子グループの多様化が珪藻とパルマ藻の分岐の後に生じたことが確認されたほか、新たにパルマ藻で多様化している遺伝子群を明らかにした。これらの成果は珪藻の繁栄の鍵や、パルマ藻の生態系での役割を明らかにする鍵となると考えられる。
本研究において、複数のパルマ藻のゲノムのアセンブリやタンパク質のアノテーション、分子系統解析などを本システムのソフトウェアを用いて行った。また本システムの計算資源を利用して自身で作成したスクリプトを実行した。

発表論文（謝辞あり）
なし
発表論文（謝辞なし）
なし

25

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
メタゲノムを利用した NCLDV の新規補助代謝遺伝子の探索

Metagenome analysis to discover novel auxiliary metabolic genes in NCLDVs
京都大学化学研究所 化学生命科学研究領域 宮崎 うらら
研究成果概要本研究では、核細胞質性大型 DNA ウイルス（NCLDV）と宿主の相互作用に関する新たな知見を得るために、NCLDV の補助代謝遺伝子（AMG）を探索した。環境ゲノムデータ
として、Tara Oceans のメタゲノムデータを元に Tom Delmont 氏（Genoscope）が復元した冗長性のないウイルス再構築ゲノム（MAG）を用いた。まず、GeneMark を用いて NCLDVの MAG にコードされた遺伝子を予測し、RPS-BLAST/CDD でそれらの機能ドメインをア
ノテーションした。リファレンスとして、ゲノムネットの Virus-Host DB からダウンロー
ドした培養ウイルスゲノムから検出される個々の機能ドメインの頻度を調べ比較した。その結果、MAG がコードする 18 万を超える遺伝子のうち、4,815 個の遺伝子にウイルスの遺伝子としてはこれまでに報告されていない機能ドメインが存在していることがわかった。
これらの新規ウイルス AMG 候補には、翻訳や光合成、細胞骨格に関わる遺伝子の相同配列が含まれた。本研究では、これら遺伝子の細胞内での役割やウイルス感染過程における機能を考察した。さらに、新規ウイルス遺伝子の代謝経路と既知ウイルス遺伝子の代謝経路を比較するとともに、ウイルス遺伝子の発見された代謝系の傾向を調べることで、ウイルス感染
が宿主代謝系に総合的に与えうる影響についても示唆を得た。

発表論文（謝辞あり）
発表論文（謝辞なし）
なし

26

令和 元年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
バイオインフォマティクス実習
Bioinformatics Training
京都大学理学研究科 生物科学専攻 生物物理学系 理論分子生物学分科 緒方研究室
チョウ ルイシャン
研究成果概要In this year, I finished exercise of transcriptome analysis on Mimivirus and also did analysis on
Medusavirus transcriptome by using the Supercomputer system in Kyoto university. I mainly did
research on basic process which includes quality control, reads alignment and counting, clusteringviral genes by K-means and motif finding. In the future, I will keep doing the analysis ofMedusavirus transcriptome.

27

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
赤潮期間中囲まれた湾でメタバーコーディングを使って二つのメガウイルス科群集の比較
Comparing two Megaviridae communities using meta-barcode
during a red tide period in an enclosed bay
京都大学 化学研究所 バイオインフォマティクスセンター xiajun

研究成果概要This study is using the supercomputer of Institute for Chemical Research, Kyoto University, todo an analysis for comparing two Megaviridae communities during a red tide period in an
enclosed bay, west Japan.
“Megaviridae” is a proposed family of giant viruses infecting unicellular eukaryotes. They
are very abundant and ubiquitous in the sea water and affect marine microbial community by
their lytic infection cycle. However, only a few Megaviridae members have been explored in themarine environments, and their ecological roles in marine ecosystems remains unknow.
For studying the differences of Megaviridae community in two different kind of water,
surface sea water samples (0.22-3 µm) were collected from an enclosed bay (Uranouchi Inret,Kochi) during a red tide period. A set of degenerated primers (called “MEGAPRIMER”), whichtarget family B DNA polymerase genes of Megaviridae, was used to assess the composition of
Megaviridae community. Bioinformatic analysis was applied after sequencing. As a result,hundreds of operational taxonomic units (OTUs) were identified in each sample. When wecompared the Megaviridae structures between within and without red-tide waters, there was aclear difference between these two samples in a community variation analysis. The difference
was also visible in dominant OTU proportions between the two types of samples. Phylogenetic
analysis based on a maximum-likelihood method showed that almost all of the OTUs belong to
unknown Megaviridae branches. Future study will mainly focus on the host-virus interactions
and the relationship between viral community and environmental factors, that may reveal
ecological functions of Megaviridae in a coastal ecosystem.
発表論文（謝辞あり）

発表論文（謝辞なし）

28

令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ナノ炭素材料の理論的研究
Theoretical study of nanocarbon materials
京都大学エネルギー理工学研究所

エネルギー利用過程研究部門

分子ナノ工学研究分野

小島崇寛

ナノ炭素細線物質であるグラフェンナノリボン(GNR)は、分子幅・炭素骨格に依存した物性を有し、優れた電子・磁気特性を示す次世代型の高機能材料として期待されている。極細分子幅・エッジ構造を制御して GNR を作り分ける合成法として、我々は 2 ゾ
ーン気相成長 (2Z-CVD) 法を開発した。2Z-CVD 法により GNR を高効率合成すること
でボトムアップ型 GNR 薄膜の単離が可能となり、実験的な物性計測に成功している。
また、我々は新規に開発した Z 型前駆体分子を用いることでアセン型 GNR の表面合成に成功している。[1] 今回我々は２Z-CVD 法で合成した高密度自己組織化アセン型
GNR の分子間反応により、規則的空孔を有する２D ネットワーク、グラフェンナノリ
ボンネットワークの合成を行い、走査トンネル顕微鏡を用いてその構造の直接観察に成功した。この材料は従来のグラフェンに対して、電気伝導度を保ちつつ、規則的空孔による効果的なフォノンの散乱により、熱伝導性を低く抑えられることが理論的に予想された。膜に垂直方向の電気伝導度が 188 Sm-1 と高いにもかかわらず、熱電導度は 0.11
Wm-1K-1 と低く、この材料が熱電材料として有用であることを明らかにした。[2]Precursor Self-assembled
1D GNRs

Graphene
Nanoribbon
2D Network

Interchain
reactionRef.
[1] Homochiral polymerization-driven selective growth of graphene nanoribbons,
H. Sakaguchi, S. Song, T. Kojima, T. Nakae, Nat. Chem., 2017, 9(1), 57-63.
[2] Bottom-Up On-Surface Synthesis of Two-Dimensional Graphene Nanoribbon Networks andTheir Thermoelectric Properties, Chem. Asian J., 2019, 14,4400-4407.

29

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
SSE に伴う海面地殻変動の推定
An estimation of seafloor crustal deformation with SSE

京都大学理学研究科地球惑星科学専攻

地球物理学分野

井上智裕

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、海面気圧、海上
風ベクトルを駆動力とした全球の地球物理学モデル(Inazu et al., 2012)を計算し、海底圧力計に含まれる海洋起源の非潮汐成分を計算した。本研究では、海底圧力計に含まれる地殻変動（SSE）成分と海洋起源成分を分離することで、地殻変動成分を精度よく推定することを目的としている。地球物理学モデルの計算結果から得られる非潮汐成分を除去することで、海底圧力計に含まれる海洋起源の成分は低減できた。しかし、依然として水圧記録に含まれる地殻変動成分ではない成分の変動が大きいため、地殻変動を精度よく求めることは難しい。そこで、今後は今年度用いたモデルとは別のモデル(Bleck & Boudra, 1981; Ferry et al., 2010)も、計算することでさらなる地殻変動の精度向上を試みる。

参考文献
Bleck, R., & Boudra, D. B. (1981). Initial Testing of a Numerical Ocean Circulation Model
Using a Hybrid (Quasi-Isopycnic) Vertical Coordinate. Journal of Physical Oceanography.
Jounal of Oceanography.
https://doi.org/10.1175/1520-0485(1981)011<0755:itoano>2.0.co;2
Ferry, N., Parent, L., Garric, G., Barnier, B., Jourdain, N. C., & Team, M. O. (2010). Mercator
Global Eddy Permitting Ocean Reanalysis: sensitivity experiments.
Inazu, D., Hino, R., & Fujimoto, H. (2012). A global barotropic ocean model driven by synoptic
atmospheric disturbances for detecting seafloor vertical displacements from in situ ocean
bottom pressure measurements. Marine Geophysical Research, 33(2), 127–148.
https://doi.org/10.1007/s11001-012-9151-730

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
環状ピロール-イミダゾールポリアミドの合成と評価
Synthesis and evaluation of cyclic pyrrole-imidazole polyamides
京都大学大学院 理学研究科 化学専攻 生物化学分科

廣瀬 優希

研究成果概要ピロール-イミダゾールポリアミド (PIP)は二本鎖 DNA に塩基配列特異的に結合する小分子であり、その高い結合能と配列選択性を活かして遺伝子発現制御や蛍光プローブ、抗がん剤としての応用を目指した研究が進められている。本研究では、PIP 中の置換基の位置やキラリ
ティがその標的 DNA への結合様式に与える影響を検討した。
Discovery Studio を用いて構築した DNA-PIP 複合体のエネルギー最小化構造から、PIP は置換基と DNA 副溝との間の立体障害を避けることのできる結合様式を好んで結合するということが示唆された。この研究により、PIP 中の構造を使い分けることで従来よりも高い標的配列への選択性を有する PIP の設計が可能になると考えられる。なお、今回の研究においては研究室保有の local server を使用したが、今後は必要に応じてスーパーコンピュータシステムの計算サーバーを使用し DNA 結合リガンドと DNA との結合に関する検討を行う。

発表論文（謝辞あり）
なし
発表論文（謝辞なし）
Hirose, Y., Asamitsu, S., Bando, T., Sugiyama, H. Control of Forward/Reverse Orientation
Preference of Cyclic Pyrrole-Imidazole Polyamides. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141,
13165-13170.

31令和元年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
量子化学計算と固体 NMR を用いた新規無機物質の構造解析
Structure analysis of novel inorganic materials by using quantum chemical computing andsolid-state NMR
京都大学大学院 理学研究科 化学専攻 分子構造化学研究室

野田 泰斗

研究成果概要
構成原子数が精密に揃った貨幣金属クラスターは、原子と金属ナノ粒子の中間に位置し、新規物質群として注目を集めている。これらのクラスターは有機配位子により保護され、バルクでは実現し得ない特異な構造をとっていることが同一元素や同一配位子で合成された花柄金属クラスターで明らかにされてきた。近年、合金化や配位子交換により新機能付加を目的とした研究が行われているが、単結晶ができないなど構造解析が難しく、原子交換による原子配置の変化を知ることが強く求められている。固体高分解能 NMR は結晶・アモルファスを問わず原子レベルで物質の局所構造の情報を引き出すことができる一方で、新規無機物質に対しては信号の帰属が困難である。そこで本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュー
タシステムを用いた DFT 計算により NMR 信号の帰属を目指した。
対象物質は最も基本的な銀クラスターである Ag25(SPhMe2)18 （Ph = phenyl 基、Me =methyl 基）である。正二十面体を構成する Ag13 コアを 6 個の SR-Ag-SR-Ag-SR 配位子の両端が各頂点に結合することで有機分子が保護している。クラスターを構成する原子数は 385 個と非常に多く分子軌道を用いた計算は困難であると予想されることから、並進対称性を活用し低計算コストで固体の NMR 化学シフトを精度よく DFT 計算できる Gauge Including
Projected Augmented Wave (GIPAW) 法を用いた。
これまで最適な cut-off エネルギーの検討や構造最適化の方法を検討してきた。cut-off エネ
ルギーの検討を行ったところ、700 eV 程度で十分なことが判明した。次に構造最適化を試みたが拘束条件を入れない場合は計算が収束しなかった。Ag25(SPhMe2)18 は、硬い Ag13 コアと柔らかい有機配位子から成る複合材料であるため構造最適化が難しく、コアと配位子を交互に固定化してそれぞれを異なる条件で最適化することで計算コストの低減を試みた。以上の検討を行い、NMR の化学シフト計算を行った。また、実験でも相関 NMR を用いて信号の帰属を試みた。両者を比較した結果、計算値は実験から予想される帰属と定性的には一致した。
一方で、化学シフト異方性の大きさや軸性パラメータは定量的に一致しなかった。これは数値計算に相対論効果を取り入れていないなどの効果によるものと考えられるが、今回行った検討に要したコストを鑑みると、相対論効果を取り入れた計算はコストが膨れ上がり非現実的であると予想される。

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Reconstruction of heterocyclesÈBEBEÑE'EKiß r'EIß ß Éuß Ý_z}¯interrupted Pummerer ,Xă[3,3]ħĢļİŅĶň½ïĒąĔĠĩģňı,XėëüãĚł
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via
S

O
S +
Me

OH

S
(CF3CO)2O

Analysis based on•Substituent effectOH

CH2Cl2, rt, 1 h

To elucidate•Appropriate description of the curly arrows

SMeelectrophilic
Me
S
S
O
vs

nucleophilic

nucleophilic
Me
S
S
O

electrophilic•Role of the positive charge on the sulfur atom

•Bond order •Charge localizatoin •IBO analysis

33令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

エポキシ樹脂の架橋反応による構造形成と力学特性発現の関係の評価
Evaluation of Structure-Property Relationship of Epoxy Resin via Crosslinking
Reaction
京都大学 工学研究科 機械理工学専攻適応材料力学研究室

内藤悠太

研究成果概要本研究では、先進材料である炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic;
CFRP）の成形性に大きな影響を与えるマトリクス樹脂の、硬化に伴う粘性変化のメカニズムをモノマーの分子構造から明らかとすることを目的に、代表的なCFRPのマトリクス樹脂であるエ
ポキシ樹脂の架橋反応における構造変化と硬化過程の粘度変化の関係を評価した。
手法としては、岡部らが提案した反応障壁と生成熱を確率論的に考慮した架橋反応解析 1)
により硬化途中のエポキシ樹脂の構造を取得し、それぞれの構造に対して Lees-Edwards の境界条件による粘度評価 2)を実施することで、硬化度別の粘度を取得した。
本評価により、全原子分子動力学法を活用した場合においても、熱硬化性樹脂に広く用いられる巨視的な粘度式である Castro-Macosko 式 3)に基づく温度・硬化度依存性を示すこと、モノマー構造によって発現する粘度が変化する挙動が解析できることが明らかとなった。全原子
分子動力学法により得られる粘度は、現実からほど遠いひずみ速度による評価となるものの、
モノマー構造差を横並びに評価する上で有用であることが示唆された。また、得られた分子構
造分布から、平均分子量や分子の枝分かれ構造を直接評価することも可能であり、これらの評価により各組成の粘度変化率が重量平均分子量の変化率に支配されること、重量平均分
子量の粘度上昇に対する寄与率が、分子鎖長によって変化することなど、モノマー構造が生
み出す粘度の変化過程を、全原子モデリングで明らかとすることができた。今後、CFRP の成形性に影響の大きいゴム状態弾性率についても同様の検討を実施する予定である。
引用文献
1) T. Okabe, T. Takehara, K. Inose, N. Hirano, M. Nishikawa, T. Uehara, Polymer. 54 (2013)
4660–4668.
2) A.W. Lees, S.F. Edwards, Journal of Physics C: Solid State Physics. 5 (1972) 1921–1928.
3) J. M. Castro and C. W. Macosko, AIChE Journal. 28 (1982) 250-260.
発表論文 なし
２０２０年３月に投稿予定である。

34

令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
近赤外円偏光発光材料の創出

Development of Near-Infrared Circularly Polarized Luminescence Materials
京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 三木康嗣
研究成果概要円偏光発光分子は、3D ディスプレイやセキュリティーインク、量子コンピューター、生体イメ
ージングなど多岐にわたる分野への応用が期待される光学材料である。一般的に円偏光発
光分子の性能はモル吸光係数、量子収率に加え、非対称性因子 g 値によって評価される。
1×10–2 以上の g 値を持つ有機分子は少なく、これらはいずれも可視領域で発光する分子であった。本研究では、オリゴフェニレンエチニレンを光学活性な 2,2’-二置換-1,1’-ビナフチル骨格で連結させることで、近赤外領域で強い円偏光発光を発する材料（g 値：最大 2.1×10–2）を創出した（Figure 1）。近赤外領域に観測された円偏光は、各種分光学的評価および分子軌道計算による励起状態最適化評価により、光励起後にオリゴフェニレンエチニレン部位に生じる励起子が分子内のもう一方のオリゴフェニレンエチニレン部位と相互作用し生じるエキシマー
からの発光であることを明らかにした。
(a)

(b)

-1.65 eV
-2.05 eV
LUMO+1LUMO

l = 582 nm
f = 0.0251
glum(theor)= 3.0×10-2

HOMO-1 ← LUMO+1 (0.1%)
HOMO-1 ← LUMO (2%)
HOMO ← LUMO (98%)“flexible” carbon-based double helicate-5.74 eV -5.79 eV

HOMO
(d)

HOMO-1

2
1

DI (a.u.)

1
0

1

300

350

400 450 500 550 600
wavelength (nm)

0
650

-1
1
0
-1
400

500

600
700
800
wavelength (nm)glum (x10-2)

2

-1

0

e (x105 cm-1 M-1)

[q] (x107 deg cm2 dmol-1)

(c)

900

Figure 1. (a) Chiral carbon helicate. (b) A plot of frontier orbitals and the optical transition withoscillator strength and dissymmetry factors for the optimized structure of the excited (S1) states. (c)UV/Vis absorption and CD spectra. (d) Circularly polarized luminescence spectra. (S,S)-isomer: solidline; (R,R)-isomer: dashed line. In CHCl3 (1.0×10–5 M (absorbance), 1.0×10–5 M (photoluminescence)).

発表論文（謝辞あり）
K. Miki, T. Noda, M. Gon, K. Tanaka, Y. Chujo, Y. Mizuhata, N. Tokitoh, K. Ohe, Chem. Eur. J.
2019, 25, 9211–9216.

35

令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
有機活性種を駆使した新規反応開発と機能性物質の合成
Development of Novel Transition-Metal Catalyzed Transformation

京都大学大学院工学研究科 物質エネルギー化学専攻

岡本 和紘

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し，我々が最近見出した特異な二核構造を有するロジウムあるいはイリジウム錯体の形成機構について DFT 計算を行った．
多核錯体は複数の金属中心の協働的作用によって，単核錯体にはない反応性が期待でき

Ir–Ir 7$),
1(II)=26る．一方，その合成手法の多くは既存の骨格を基に合成するテンプレート合成に限られており，
2;53+#*+  

新たな合成手法の開発が求められている．我々は骨格内にアルキンを有するビスホスフィンäûĂ¤  Ąq ²­
配位子 1 の後周期遷移金属との錯形成反応とその構造変化について研究しており，ロジウム

あるいはイリジウムとの錯形成反応において，特異な骨格を有する二核錯体
2, 3 が生成するこ,ňÙļl "¹"!Þĭd/ęÅ!Ĺ©d¸!r÷mòとを見出している．このように配位子内に反応点としてアルキンを導入することで，単純な配位/ŉ£Łň!,Þĭ"LI]?K_D+OJ]?K_D!,ñluĵĉ

`ĈĞ!æ¼Ĳk

Ě-0ňăĉ¢!,Ùļl"£ï(a)
子骨格から，骨格の変形を利用して一段階で複雑な二核構造の構築に成功している．本研½n*/ ŉĹ©–Ĺ©č3Ñ
L'
1

L [M]

[M] L

L'

[M]

[M] L'

ň(a) [Rh(OAc)2]2 !,Ĺ©–Ĺ©č3Ñ

L
L
L'
L'
究では，用いる金属種に応じて錯形成挙動が異なる理由を調査した．DFT計算の結果から，(b)wöÇĴkhÂ¹+ň(b) 1,8-K

[M]

[M]

[M]

!,ņÚ

L
L
L
L
ロジウム，イリジウムいずれの場合もアルキンが配位した単核錯体の二量化を経て生成しておe)ě¢0±Ĵk!

,ÞĆ/Éå`Ė÷/ (Scheme

Scheme 1. Typical methods for formation of dinuclear
complex with metal-metal bonding.

り，二つの金属種の違いは，二量体からの反応性の違いに起因することを見出している．本研Ùļld!Ĺ©–Ĺ©č3Þ½/ń¦"Ĭ¬Ňêk!ĘĪį

/)ň

/ŉ
究成果は，Bull.
Chem. Soc. Jpn. 誌に掲載された．

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4[<^3Ñ

Ph 2 ClP
Rh P Ph 2

CR5^Ĵk 1 !¶Ò

[RhCl(cod)] 2!ļ´½¹!Þĭ

C6D 6, 50 °C

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PPh 2 Ph 2P

P Rh P
Ph 2
Ph 2
Cl

Cl
Ph 2P

[M]

P Ph 21

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Ph P
2

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Ir
P Ph 2

Scheme 2. Complexes of alkyne-containing bisphosphine ligands.

¹¼Ĳk!4[<^

PPh 2

Ir

[IrCl(coe)2]2
C6D 6, rt!,Cl

key intermediate!ĽdĿl/4[<^*½}/ (Scheme

2
Ph 2P

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発表論文（謝辞あり）

G:^ā!Ĵk3üĢ!ň0-!ġĊ

70"9(%/<&

Sasakura, K.; Okamoto, K.; Sakaki, S.; Ohe, K. Bull. Chem. Soc. Jpn., in press(doi:10.1246/bcsj.20200036).
(I)>=),- 36

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
層状アンチモン化合物の構造シミュレーション
Structure simulation of layered antimonides

京都大学 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 陰山研究室

新井 一功

研究成果概要これまで当研究室にて、Zr2CuSb3 型構造を有する新規層状アンチモン化合物 2 種の合成に成功した。これらの化合物の構造解析を行うと、既報の物質を含む 4 種の化合物のうち、1 種のみ金属とアンチモンが秩序配列した構造を有しており、その他は無秩序に配列していることが判明した。しかし、この秩序・無秩序の違いの原因がわからず、また無秩序構造を実験的に精密に決定することは困難である。そこで、各化合物の秩序モデルと無秩序モデルをそれぞれ組み立て、第一原理計算から相の安定性や結合状態について議論することを目的に、スーパーコンピュータを利用した。
4 種の化合物の秩序・無秩序モデルの得られた全電子エネルギーを比較すると、すべての化合物において秩序・無秩序モデル間での顕著なエネルギー差は確認されなかった。また、構造緩和後の結晶構造も大きな差はなく、第一原理計算から秩序・無秩序相の安定性の議論をすることは不可能であった。
今後はすでに合成に成功している他の新規層状アンチモン化合物に関して第一原理計算を行い、磁気モーメントや電気伝導性、バンド構造を計算する。得られた計算結果から物性予測や実験データとの比較を行い、機能性新物質の創製を目指す。

発表論文（謝辞あり）
該当なし

発表論文（謝辞なし）
該当なし

37

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
可視光応答型光触媒を用いる高効率水分解システムの開発

Development of Efficient Water Splitting System by Using Visible Light Responsive
Photocatalyst
京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻

鈴木 肇

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの CASTEP プログラムを利用し、水分解用可視光応答型光触媒である層状酸ハロゲン化物光触媒のバンド構造を明らかにした。我々は 10 種類の新規化合物を含む Silleń−Aurivillius 型二層系層状ペロブス
カイト A4A′M2O11Cl (A, A′ = Bi, Pb, Ba, Sr; M = Ta, Nb, Ti)を合成し、その物性評価、光触媒活性評価と共に、バンド構造計算を行った。Sr2Bi3Ta2O11Cl と Ba2Bi3Ta2O11Cl の DOS、PDOS を比較すると、アルカリ土類金属の置換（Sr→Ba）はバンド端付近のバンド構造には大きく影響しないことが示された。Sr2Bi3Ta2O11Cl の Sr と Ta の半分を Bi と Ti に置換した SrBi4TiTaO11Cl の PDOS から、SrBi4TiTaO11Cl の伝導帯下端には Ti が大きく寄与す
ることが明らかとなり、これにより伝導帯下端位置が正側にシフトしたことが示唆された。
光電子収量分光（PYS）測定から、Sr2Bi3Ta2O11Cl に Pb を導入した SrPbBi3Ta2O11Cl では、価電子帯上端が大きく引き上げられることが示された。この原因を明らかにするため、Sr2Bi3Ta2O11Cl と SrPbBi3Ta2O11Cl のバンド構造を比較したところ、SrPbBi3Ta2O11Cl では、価電子帯よりも深い位置に O-2p 軌道と Pb-6s 軌道の強い混成が確認された。さらに、
価電子帯上端付近にも Pb-6s 軌道が寄与していることが明らかとなった。このようなバンド構造の特徴は、近年 Walsh らによって報告された Revised Lone Pair モデル[1]によって説明でき、このような O-2p 軌道と Pb-6s 軌道との強い混成によって SrPbBi3Ta2O11Cl では価電子帯上端が引き上げられることが明らかとなった。
参考文献[1] Walsh, A.; Payne, D. J.; Egdell, R. G.; Watson, G. W.: “Stereochemistry of Post-Transition Metal
Oxides: Revision of the Classical Lone Pair Model” Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 4455.

発表論文（謝辞あり）
該当なし。
発表論文（謝辞なし）
Nakada, A.; Higashi, M.; Kimura, T.; Suzuki, H.; Kato, D.; Okajima, H.; Yamamoto, T.; Saeki, A.;
Kageyama, H.; Abe,R.: “Band Engineering of Double-Layered Sillén-Aurivillius Perovskite
Oxychlorides for Visible-Light-Driven Water Splitting” Chem. Mater. 2019, 31, 3419.

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
電極触媒の電子状態解析
Electronic Structures of Electrocatalysts

京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 工業電気化学分野 宮崎 晃平
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、次世代の電気
化学エネルギーデバイスであるアルカリ形燃料電池および金属−空気二次電池で用いられる
酸素電極触媒の電子状態解析を行った。
特にペロブスカイト型酸化物を中心に、酸化物イオン以外のハロゲンおよび窒素などのアニオンが混合した複合アニオン化合物に関する電子状態計算を行った。その結果、複合化によって酸素の電子状態が変調を受け、結果として触媒活性が向上することが明らかになった。また、酸素欠損の生成エネルギーについても、理論的説明を得ることができた。

39

令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
有機電子機能性材料の素子形成と界面伝導特性評価

Functional organic electronic device formation and characterization of interfacial conductivity
京都大学大学院 工学研究科 分子工学専攻 関研究室

筒井 祐介

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、計算化学統合
パッケージ Materials Studio を用いて、有機電子機能性材料の物性評価を理論的に行う予定である。
具体的には、有機構成単位（例えば、芳香族アミンと芳香族アルデヒドなど）を拡張構造に共有結合した多孔性共有結合有機骨格 (COF) は、最近特に注目されており、そのガス吸着特性、導電性、磁気的性質などが期待されており、それら物理性質を理解するためには分子の結晶構造を知ることが重要である。COF は結晶性が高く、粉末 X 線回折測定において、顕著な結晶性ピークを観測することができるが、大変複雑であり、また単結晶 X 線構造解析での解析は難しい。そこで、Materials Studio に含まれる、DMol3, Forcite, Reflex Plus などを用いて、粉末回折の実験データから得られた回折パターンと理論計算で得られるシミュレーションを比較し、結晶構造の推測を行う予定である。これらの結果が、高機能性材料の模索に役立つことを期待する。

発表論文（謝辞あり）
なし

発表論文（謝辞なし）
なし

40

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
13 族元素含有有機金属錯体の特異な光学特性の機構解明

Investigation of optical properties of organometallic complexes containing group 13 elements
京都大学大学院 工学研究科 高分子化学専攻

伊藤 峻一郎研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、13 族元素を含有する金属錯体の光学特性について、量子化学計算を用いた解析を行ってきた。当研究室
ではこれまでに、13 族元素であるホウ素やガリウムなどを中心元素とする種々の錯体を合成し、それらの吸収・発光特性に関する評価を行ってきた。今回、それらの特性を評価するため、Gaussian 16 を用い、密度汎関数理論（DFT）計算並びに時間依存（TD-）DFT 計算を行った。
対象とする分子は Fig. 1 に示したアルミニウム錯体（X = Cl, Me）であり、真空中一分子を仮定した計算を行った。基底状態における構造最適化条件として、遠距離相互作用を考慮した CAM-B3LYP 汎関数を用い、基底関数として 6-31+G(d,p)を採用した。得られた基底状態における最適化構造を用い、種々の汎関数を用
いて TD-DFT 計算を行った結果を Table 1 に示す。

Fig. 1 Chemical structure of LAlCl.
(Dipp = 2,6-diisopropylphenyl).

この結果、経験的パラメータを含む M06 汎関数が実験値を最も精度よく再現することが明らかとなり、この系を評価するモデルとして最適な条件を見出すことができた。
Table 1. Results of the series of TD-DFT calculations
functional

basis set

ES0–S1 / eV

λ / nmfb

CAM-B3LYP

6-311++G(d,p)

3.76

329

0.5287M06

6-311++G(d,p)

3.58

347

0.4033

M06-HF

6-311++G(d,p)

3.67

337

0.5191MN15

6-311++G(d,p)

3.61

344

0.6967

ωB97X-D

6-311++G(d,p)

3.78

328

0.5313

3.21

386

a

Exp
a

Determined from UV–vis absorption spectrum in toluene/2-methylpentane (99/1 v/v) solution(1 × 10–5 M). b Oscillator strength.
発表論文（謝辞あり）
Ito, S.; Tanaka, K.; Chujo, Y. Inorganics, 2019, 7, 100.
発表論文（謝辞なし）
特になし。

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令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
HOPG 基板上における分子配列のモデリング
Model study of molecular ordering on the HOPG surface
京都大学工学研究科 合成・生物化学専攻 松田 建児

研究成果概要協同的な自己組織化プロセスを制御することで、外部刺激に対して高感度な応答を示す超分子システムの構築が可能となる。
本研究では、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて、ジアリールエテン(DAE)-ペプチド結合体のオクタン酸/グラファイト界面での２次元自己組織化について調査した。DAE-ペプチド結合体の開環体は、反平行βシート構造を持つ安定した２次元分子集合体を形成した。表面被覆率の濃度依存性を定量的に解析した結果、同様の長さのアルキル基を持つ分子よりもオリゴペプチドを持つ分子の方が安定な配列を形成することが明らかになった(Figure 1)。
Materials Studio を用いた分子力学計算により、ペプチド鎖がアラニンのメチル基を液相に向けた反平行βシート構造が予測され、観測された STM 像と良い一致を示した。

(d)Figure 1. (a) STM images of 2o at the octanoic acid/HOPG interface (ct = 200 μM, Iset = 10 pA,
Vbias = −800 mV). (b) High-resolution STM image of the molecular ordering of 2o at theoctanoic acid/graphite interface (ct = 200 μM, Iset = 40 pA, Vbias = −800 mV) and the molecularmodel of 2o simulated by MM/MD calculations. (c) Enlarged image of the molecular modelshowing the formation of an antiparallel β-sheet conformation composed of the GAGAG
oligopeptide sequence. Yellow dotted line denotes the six-fold hydrogen bond network. (d)Concentration dependence of the surface coverages of 2o and 3o at the octanoic acid/graphite
interface. The red and black solid lines denote the best-fit curves simulated by the
nucleation–elongation model.
発表論文（謝辞なし）
1. N. Nishitani, T. Hirose, K. Matsuda, Chem. Commun. 2019, 55, 5099–5102.

42令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
吸着工学・乾燥工学等に関する分子論的検討

Theoretical Studies on Microscopic Problems in Separation Engineering and Drying
京都大学 大学院 工学研究科 化学工学専攻 分離工学分野

鈴木哲夫

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、吸着工学、乾燥工学、食品工学などの種々のプロセスに関連する物理化学的な諸問題を取り上げ、分子軌
道法や分子動力学法などの計算機化学的手法を用いて検討を行うことを目的としている。今
年度はアガロオリゴ糖の水和状態を分子動力学（MD）シミュレーションにより検討した。以下その概要を報告する。
糖鎖高分子であるアガロースは、寒天の主要成分であり、食品や電気泳動用支持体に用いられている。そのアガロースを低分子化して得られるアガロオリゴ糖は、抗炎症作用、発がん予防作用などの固有の性質が報告されており、機能性食品への応用が期待されるユニークなオリゴ糖である。本研究では、食品工学、生化学などで有用な基礎的知見を得ることを目的として、MD 計算を用いてアガロオリゴ糖の水和状態を調べた。比較のため、トレハロースについても同様の計算を実施した。
MD 計算には Amber14 を用いた。糖残基数 2 のアガロオリゴ糖とトレハロースについて、
糖 6 個、濃度 0.6, 1.8 wt%の場合を取り上げた。糖の初期配置は、濃度 0.6, 1.8 wt%の各場合について、原点からの距離がそれぞれ 20, 14 Å のデカルト座標軸上の点において糖が単独で水和した状態とした。基本セルに配置した水分子の個数は、濃度 0.6, 1.8 wt%
に対してそれぞれ 17100 個、5700 個だった。それらの基本セルを用いて、圧力 1 atm、
温度 25, 75°C の NPT アンサンブル MD 計算を行った。6 個の糖の会合状態について、
任意の 2 つの糖の重心間距離などを調べ、糖の動的挙動について検討した。
MD 計算の結果から、アガロオリゴ糖とトレハロースの動的挙動を検討した。一例として、糖濃度 1.8wt%、75℃の場合の結果を記す。各糖に対し、ある１つの糖に着目し、その糖と他の糖との重心間距離の経時変化を調べた。重心間距離の最短値が約 3.6 Å であること、重心間距離が 7 Å 以下では糖が会合しているとみなすと、トレハロースの方が会合するのべ時間が長いこと、がわかった。同様の検討を、6 個の糖の重心間距離全ての組み合わせ 15 通りに対して行った。その結果、200 ns の期間中に全ての糖が会合して 1 個のクラスタを形成するのべ時間は、アガロオリゴ糖は 34.7 ns、トレハロースは85.1 ns だった。トレハロースの方がのべ時間が長い原因として、トレハロースの方がOH 基が多いため、糖間水素結合数が多く、会合状態から解離しづらいことが考えられる。同様の検討を濃度や温度が異なる場合についても行った。濃度 0.6 wt%、温度 75°Cの場合、全ての糖が 1 個のクラスタを形成するのべ時間は、アガロオリゴ糖は 0.0 ns、トレハロースは 6.2 ns となり、6 個の糖全てが会合することはほとんどなかった。

43

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ポリエチレングリコールで修飾したピリジン配位子の開発

Development of Pyridine Ligands Bearing a Poly(ethylene glycol) Chain

京都大学 大学院工学研究科 物質エネルギー化学専攻 藤原 哲晶
研究成果概要均一系遷移金属触媒反応において配位子は重要な役割を担う．配位子を変化させることで，収率の向上，反応の化学選択性，ならびに生成物の立体制御を可能にすることから，高活性かつ高選択的な反応を目指した配位子の開発は盛んに行われている．ポリエチレングリコー
ル (PEG) はエチレンオキシドの重合によって得られるポリマーである．PEG は高い化学的安定性，水に可溶，安価および容易に入手可能などの利点をもつ．長く柔軟な構造のために配位子の修飾部位として用いた場合は基質の接近を妨げることなく効果的なかさ高さがTable 1. Effect of Pyridines on Pd-catalyzed Oxidation of
1-Phenylethanol.[a]得られると考えられる．
今回，PEG 鎖を導入したピリジン配位子の設計・合成ならびに触媒反応への応用について検討した．ピリジン環の 4 位に長さの異なる PEG 鎖を導入した一連のピリジ
ン配位子 1a-c は，対応する 4-ヒドロキシピ
リジンからの高効率合成を達成した．パラジ
ウムを触媒としたアルコールの酸化反応において，繰り返し単位数 45 の長い PEG 鎖をもつピリジン配位子 (1c) を用いた場合に収率が向上することが分かった（表 1）．

Entry

LigandYield [%][b]

1

1OMe

54

2

1a

65

3

1b

76

4

1c

79

[a] Reaction conditions: 1-phenylethanol (4.0 mmol), Pd(OAc)2 (0.30
mol%), pyridine ligand (0.60 mol%) in toluene (0.60 mL) at 100 °C
for 15 h under O2 (1 atm). [b] Determined by GC analysis.

ここで，長い PEG 鎖をもつ 1c は丸まった特異な構造をもつことが DFT 計算により明らかになった（図 1a）．また，繰り返し単位数 17 の PEG 鎖をもつ配位子 1b を有す る パ ラ ジ ウ ム 錯 体 Pd(OAc)2(1b)2 のDFT 計算による最適化構造は，PEG 鎖は錯体分子の遠隔位を被う構造となった（図1b）．この PEG 鎖の柔軟な構造により生
じたかさ高さがパラジウム触媒同士の接近を妨げ，凝集による失活を抑制したのではないかと考えている．

Figure 1. Optimized structures of PEG-functionalized
pyridines. (a) 1c (n = 45)． The pyridine ring moiety is shown
as a ball and stick model. (b) Pd(OAc)2(1b)2 (n = 17). The
Pd(OAc)2(py)2 core is shown as a ball and stick model.

44令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

計算化学的手法による有機物・無機物の熱物性・輸送特性予測
Investigation of thermal and transport properties of organic and inorganic compounds
京都大学大学院工学研究科 機械理工学専攻 熱物理工学分野 松本充弘
研究成果概要本研究は，量子論的効果を考慮した分子モデルに基づき，さまざまな物質の凝縮相の性質（相変化挙動や輸送現象を含む）を分子シミュレーションにより評価することを目的とする．これまでの予備検討に基づき，密度汎関数 (density functional) 法と強結合 (tight binding) 近似に基づくオープンソースパッケージである DFTB+ を利用することとし，最新版をさまざまなツール類と共に独自に本スパコンシステムにインストールしたうえで，計算をはじめている．
今年度は，半導体材料を主な計算対象として，次の２つについて計算を進めており，いずれも，国内学会で発表するまでに至っているが，引き続き種々の解析を行う予定である．
(1) 水素化アモルファスシリコンの生成と構造解析：太陽電池の主要材料の１つである水素化
アモルファスシリコン（a-Si:H）は，生成条件によるわずかな構造の違いが大きな電子物性の違いをもたらすことが知られている．溶融，ス
パッタリング，CVD など生成法の違いがミクロ構造や電子物性に与える影響を調べている（Fig. 1）．
(2) 半導体ナノファイバーの物性：
カーボンナノチューブの電子物性

Fig.1: Example of a-Si:H fabricated by melting. Snapshot and DOS.

については数多くの報告があるが，それ以外の半導体ナノ材料については未解明の材料が多い．SiC
系ナノチューブを例として chirality
が電子物性等に与える影響を調べている（Fig. 2）．
発表論文（謝辞なし）

Fig.2: Example of SiC nanotube. Snapshot and DOS. Arrows indicate the Fermi level.

[1] 李 海 麗， 松本 充弘 , “DFTB
study of hydrogenated amorphous silicon,” 分子シミュレーション討論会（2019 年 12 月，名古屋）, 122P.
[2] 羅啓崟，松本充弘, “Density functional calculations: Electronic structures of siliconcarbide,” 分子シミュレーション討論会（2019 年 12 月，名古屋）, 124P.

45

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
琵琶湖水中におけるウイルスメタゲノム解析
Metagenomics of viruses in Lake Biwa
京都大学大学院 工学研究科 都市環境工学専攻

沈 尚

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、琵琶湖水中のウ
イルスのメタゲノム解析を実施した。2018 年 9 月～2019 年 4 月にかけて琵琶湖北湖今津沖中
央（全水深 90 m）において、表水層（0.5 m）と深水層（60 m）から採水した。採水したサンプルのウイルス画分（～0.2 µm）を鉄共沈法および超遠心密度勾配法で濃縮・精製した。その後、DNA 抽出を行い、ショットガンシーケンス（Miseq、2×300bp）を実施した。スーパーコンピュータ
システム上にて、得られたリードのクオリティーチェック（FastQC）を行い、アセンブリ（SPAdes）を得た。
12 のサンプル（表水層 6 ヶ月、深水層 6 ヶ月）から 302 の完全長ウイルスゲノムと 10,185 のウ
イルスゲノムの断片を得ることができた。これらについて、同種の冗長性を排除するため、塩基配列相同性 95%でクラスタリングを行った結果、172 の完全長ウイルスゲノムおよび 3,626 のウ
イルスゲノムの断片にクラスタリングすることができた。完全長ゲノムについて、GC 含有率は
29.9〜69.7%、長さは〜124.9 kbp であった。
またこれらの完全長ウイルスゲノムに対してビローム配列のマッピングを行い、出現頻度（FPKM）を算出した。その結果、成層期（2018 年 9 月〜2019 年 1 月、4 月）では、表水層と深水層でウイルス群集が異なることが明らかとなった。また、循環期（2019 年 2〜3 月）では、鉛直混合によるウイルス群集の均一化が示唆された。出現頻度の解析では、表水層だけでなく、年間を通して細菌の活性が低い深水層においても、個々のウイルスゲノムで季節変動が確認された。これらの結果も宿主の分布パターンが反映されたものだと考えられる。
今後は、DNA 抽出まで完了している残りのサンプル（2019 年 5 月～12 月）についてもビローム解析を実施し、1 年を通じたウイルス多様性および季節変動を明らかにする予定である。
さらに重要度の高い細菌―ウイルス感染系の抽出やそれらの炭素循環への影響を明らかにする計画である。

発表論文（謝辞あり）
なし
発表論文（謝辞なし）
なし

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
エネルギー機能材料の電子構造と光物性Electronic states and optical properties of the functional energy materials
京都大学 大学院エネルギー科学研究科 エネルギー基礎科学専攻
量子エネルギープロセス分野 蜂谷 寛
研究成果概要Nb ドープ酸化チタンエネルギー機能薄膜 [1]、および光機能発現への応用の期待される究極のワイドギャップ半導体とされるダイヤモンド [2] に関する実験及びデータ解析を行った。
さらに 、溶 融 CsCl-AlCl3 二 元 系 で の 第 一 原 理 分 子 動 力 学 法 ADMP (Atom-centeredDensity Matrix Propagation) によるイオン拡散のダイナミクスの計算も行った。 (8×CsAlCl4)を配置したユニットセルに対して GAUSSIAN09 を用い、汎関数 HSE06 (HSEh1PBE), 基底関
数 Modified def2-SVP, time step 0.2 fs で時間発展を計算し、温度を 700 K に設定した。現在までに 2.2 ps にわたるダイナミクスの計算を進めている。
FIG. 1 にイオン配置および構成イオンの平均二乗変位の平方根の例を示す。Cl– イオンは、
AlCl4– ユニットとして動くものと、拡散の大小が二分される Cs+ イオンに追随するもの、さらにユニットを越えて大きく拡散するものとに分かれることがわかる。
35"

Al!
Cl!
Cs!

Mean-square displacement [Å]

30"

25"

20"

15"

10"

5"

0"
0"

0.2"

0.4"

0.6"

0.8"

1"

1.2"

Time [ps]

FIG. 1 Examples of ionic configurations after 1.15 ps (left) and mean-square displacement ofions for 1.2 ps (right) following another 1.0 ps of equilibration calculated with ADMP dynamics
for molten CsCl-AlCl3 at 700 K
発表論文（謝辞あり）
なし
発表論文（謝辞なし）[1] T. Kimura, K. Hachiya, T. Sagawa, MRS Advances, 4, 2665 (2019).
[2] O. Sato, K. Yoshida, H. Zen, K. Hachiya, T. Goto, T. Sagawa, H. Ohgaki, Physics Letters A,
384, 126223 (2020).

47

令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
生体系物質の原子・電子解析
Atomic and electronic analyses on biological matters
京都大学大学院エネルギー科学研究科

馬渕守

研究成果概要インテグリンは細胞内外を結ぶ膜貫通タンパク質であり、基板の形状や粗さ、剛性等の機械的性
質を細胞内シグナリングとして接着細胞の核内へと伝達する機能をもつ。一連のシグナル伝達機
構の初期段階として、インテグリンは Genu ドメインと呼ばれる“膝”を柔軟に変形させることで、不活性な屈曲構造を活性な直立構造へと変化させる。しかし、インテグリンの膝は人体の蝶番構造の膝と構造が大きく異なっており、非常に柔軟なループ状構造をとっている。このように柔軟な膝であるにも関わらず、どのようにして基板から受け取ったシグナルを細胞内部の核にまで正確に伝達できるのかは大きな疑問である。また、Genu ドメインには二価金属イオン(Genu イオン)が配位することが知られているが 1)、その生理学的機能は明らかにされていない。本研究では、シグナル伝達における Genu ドメインの機能を解明するため、非平衡分子動力学(SMD: Steered MD)計算による insilico でのインテグリンの仮想的な引張試験を実施した。
ヒトインテグリン αvβ3（ITGAVB3）のアミノ酸配列と Protein Data Bank (PDB)に登録されている断片的な結晶構造を鋳型として、ホモロジーモデリングによる ITGAVB3 の full-length モデルを作成し た 。 作 成 し た モ デ ル を 一 定 温 度 (300 K) ・ 一 定 圧 力 (1 bar) に 平 衡 化 し た の ち 、 SMD(NAMD2.13/GPU)による引張試験を行った。引張試験は、ITGAVB3 の細胞内 tail ドメインを固定し、細胞外 head ドメインに一定速度(2 nm/ns)で外力を印加することで実行された。比較のため
Genu イオンを取り除いたモデルに対しても同様の計算を実行した。得られた計算結果より、
ITGAVB3 に働く力と伸びの関係や Genu の構造変化に対する解析を行った。さらにシグナル伝達の擬似シミュレーションとして、PRS (Perturbation Response Scanning)を ITGAVB3 に適用し、シグナルがタンパク質構造上をどのように伝播するかを解析した。
Genu イオンの除去により、ITGAVB3 の外力に対する強度の低下が確認された。各ドメイン間のリンカーの伸びを調べたところ、Genu イオンを除去することによって ITGAVB3 の下流への応力伝達が遮断されることが明らかとなった。さらに Genu ドメインの構造変化を分析したところ、Genu ドメ
インと下流の Calf-1 ドメインの間には、金属イオンを介した応力の伝達経路が形成されており、ループに沿って働く力が分散されることで安定的に下流へ力を伝達していることが示された。その裏付けとして PRS による擬似的なシグナル伝達シミュレーションでは、イオンを除去すると Genu 近傍
で摂動が上流へと逆伝播することが示された。
参考論文： 1) C. Xie et al., PNAS 101 (2004) 15422-15427.
発表論文: なし48

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
材料界面・表面の原子～電子論的研究
Interface and surface in materials: atomic and electronic theory
京都大学大学院エネルギー科学研究科

楠田 啓

研究成果概要金は、高い耐食性により優れた生体適合性を示すため、重要な生体金属材料の一つである。アミノ酸やペプチドの中には金表面に選択的に吸着するものも多く存在し、側鎖に電荷を有する荷電アミノ酸は特に金表面との親和性が高い。本研究では、そのような荷電性アミノ酸を含むペプチ
ドの中でも特に重要性の高い RGD（アルギニン-グリシン-アスパラギン酸）トリペプチドに着目し、密度汎関数法による第一原理計算を用いて金表面への吸着挙動の解明を試みた。RGD 配列は細胞接着の足場となる細胞外マトリクスに含まれるアミノ酸配列であり、細胞は RGD 配列を認識することで基板へと接着することが知られている。従って RGD 配列と金属表面の相互作用を調べること
は、細胞と金属表面の親和性を調べるうえで重要である。
RGD 配列と金表面の相互作用を解析するモデルとして、4 層の金(111)面上に 15Å の真空層を設け、真空層中に RGD を配置したモデルを作成した。RGD は金表面上の 4 つの吸着サイト(atop,
fcc, hcp. bridge)に D 側鎖が接近する配位で初期配置された。比較のため、D 単体で同様に金表面上に配置したモデルも作成した。各モデルに対して構造最適化(使用ソフトウェア：
Materials Studio)を行い、その後吸着エネルギー、電子密度分布、電子状態密度、静電ポテン
シャルをそれぞれ計算した。計算条件は、基底関数に DNP を、交換相関汎関数として GGA-PW91
を用いた。電子のフェルミ分布は 0.005 Ha で smearing し、k 点サンプリングには 2×2×1 のMonkhorst–Pack k-point mesh を用いた。
RGD の最終的な吸着配位は、D 側鎖の二つのカルボキシル酸素が atop サイト上に配置される場合に再安定化し、吸着エネルギーも最小となった。吸着エネルギーの値は D 単体で計算した場合よりも低く、RGD トリペプチドを形成したことで金表面との親和性が向上したことが示された。電子状態密度の解析の結果、atop サイト上にて金原子とカルボキシル酸
素の間に同エネルギー準位での共有結合性ピークが観測された。電子密度分布の解析においても同様に、擬共有結合的な電子密度の重なりが確認された。また、静電ポテンシャル分布の解析を行ったところ、RGD の D 側鎖が負に強く分極し、逆に R 側鎖が正に強く分極していることがわかった。このように、アミノ酸配列間を媒介する電荷分布・分極状態の変化が生じたことにより RGD の金表面は、D 単体よりも高い親和性を有するものと考えられる。
発表論文: S. Deguchi, M. Hakamada, M. Mabuchi, “Adsorption of RGD tripeptide on Au(111) surface”, Materials Transactions. 60 (2019) 1711-1715.

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
金属材料の表面特性Surface properties of porous metals
京都大学大学院エネルギー科学研究科

袴田 昌高

研究成果概要ナノポーラス金はナノメートルオーダーのポアとリガメントを有する多孔質な金であり、
近年新たなバイオマテリアルとして注目されている。ナノポーラス金表面には多数の格子
ひずみが分布しており特異な表面電子状態を形成している。ナノポーラス金表面は大腸菌に対して強い抗菌性を示し 1,2)、また HeLa 細胞に対してはアポトーシス(自発死)を誘導する
ことが示されている。この機序は、金ナノ粒子等に見られる細胞核への直接的作用ではなく、インテグリンと呼ばれる膜貫通タンパクを介して 細胞シグナル伝達に影響し、間接的に核へと作用すると考えられているが、その詳細は明らかにされていない。
ナノポーラス金とインテグリンの相互作用を原子・電子レベルで解析するために、密度汎関数法による第一原理計算と分子動力学(MD)を連携させたシミュレーション計算を実施した。初めに、インテグリンのリガンドタンパクであるフィブロネクチンの RGD アミノ酸配列を ナノポーラス金表面モデル 1,2) 上に配置し、第一原理計算による構造緩和(Materials
Studio)を実行した。次に、ナノポーラス金により構造変化した RGD をフィブロネクチンインテグリン複合体へと置換して分子動力学計算(NAMD)を実行した。比較のため、同様の計算を平滑金(バルク金)モデルに対して実行した。電子状態およびタンパク質の構造変化を解析するために、電子状態密度解析や主成分分析(PCA)、自由エネルギー計算を行った。
第一原理計算による構造最適化の結果、平滑金上では RGD の大きな構造変化は見られなかったが、ナノポーラス金上では構造が大きく湾曲した。金原子と RGD 側鎖酸素原子間の電子状態密度を調べた結果、ナノポーラス金上では共有結合性のピークが同一エネルギー準位に生じたが、平滑金上では確認されなかった。MD 計算で得られたインテグリンのトラ
ジェクトリーを PCA 平面(主部分空間)上に射影し、カーネル密度推定法による自由エネル
ギー地形の解析を行った。平滑金上では二つのエネルギー安定状態が存在し、これはインテ
グリンの closed 構造(不活性状態)と open 構造(活性状態)に対応していた。一方、ナノポー
ラス金上では closed 構造の自由エネルギーが低下し、closed 構造がより安定化している。
以上のことから、ナノポーラス金上では細胞外から細胞内部へのインテグリンシグナル伝
達を正常に行えず、結果として細胞の生存維持が妨げられたことが示唆される。
参考文献：1) N. Miyazawa et al., Sci. Rep. 8 (2018) 3870.
2) N. Miyazawa et al., Sci. Rep. 9 (2019) 1091.
発 表 論 文 ： S. Deguchi, M. Hakamada, J. Shingu, S. Sakakibara, H. Sugiyama, M.
Mabuchi, “Inactivation of HeLa cells on nanoporous gold”, Materialia 7 (2019) 100370.

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
金属表面の物性解析
Analysis on properties of metallic surfaces
京都大学大学院エネルギー科学研究科

陳友晴

研究成果概要ナノポーラス金は、表面に微小な格子ひずみを有する多孔質材料であり、圧縮ひずみに基づく分極効果によって様々な生体タンパク質の機能・活性に影響を及ぼすことが明らかにされている 1)。
先行研究では、大腸菌に対して優れた抗菌性を示し 2)、一方で接着した HeLa 細胞に対しては細胞のアポトーシス(自発死)を誘導することが示された 3)。最近では間葉系幹細胞の接着率を低下させ、分化や増殖に影響を及ぼすことも明らかにされている。細胞に対するナノポーラス金の影響は、基板に吸着した細胞外マトリクスを介して伝わるものの、ナノポーラス金が細胞外マトリクスの構造やダイナミクスに及ぼす影響は十分に理解されていない。本研究では分子動力学(MD)計算を実行し、原子オーダーでの細胞外マトリクスの吸着ダイナミクスの解明を試みた。
Type-1 ヒトコラーゲン分子のアミノ酸配列をもとに、細胞接着モチーフである GFOGER(グリシンフェニルアラニン-ヒドロキシプロリン-グリシン-グルタミン酸-アルギニン)配列を含む 60 残基×3 鎖を取り出したコラーゲン分子断片(CMS)モデルを作成した。ナノポーラス金表面は平滑金(111)面に対して 5 %の圧縮格子ひずみを加えた 6 原子層厚モデルとして定義された 1-3)。また、ナノポーラス
金の分極効果を MD 計算に取り入れるため、仮想電子を付加した誘起双極子金表面モデルを使用した。作成した CMS を平滑金、ナノポーラス金モデル上に配置した後、水分子(TIP3P モデル)とカウンターイオンを付加して、MD 計算(NAMD2.13)を 50 ns 間実行した。得られたトラジェクトリー
に対して吸着率や吸着エネルギー、基準振動モード等の解析を行った。
ナノポーラス金上では、吸着に関与する残基が増える一方で、吸着率や吸着エネルギーが平滑
金よりも低くなった。この結果は、ナノポーラス金上にて多くの残基が吸着と脱着を頻繁に繰り返していることを示している。基準振動解析では、ナノポーラス金上での主要なダイナミクスが、ねじれや局所的な横波振動を伴う協調性の低い運動であることがわかった。局所的なねじれや振動は、
金表面への吸着の安定性を低下させ、GFOGER 等の細胞接着に関わる配列を時間的に大きく変形させた。また、ナノポーラス金表面特有の格子ひずみによりアミノ酸の吸着サイトが変形した結果、多くの残基が吸着を阻害されふらつく様子が観察された。ナノポーラス金表面では、従来知られていた格子ひずみによる分極効果よりも、格子配置の幾何学的配置の乱れが CMS の吸着ダイナミ
クスに支配的な影響を及ぼすことが示された。結果として CMS の局所的なねじれや振動が誘導され、細胞との安定的な結合が阻害されたと考えられる。
参考文献 ,発表論文：1) N. Miyazawa et al., Sci. Rep. 8 (2018) 3870.
2) N. Miyazawa et al., Sci. Rep. 9 (2019) 1091.
3) S. Deguchi et al., Materialia 7 (2019) 100370.

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
磁場配向を利用した固体 NMR 解析手法の開発

Applications of magnetic orientation techniques to solid-state NMR spectroscopy
京都大学大学院 農学研究科 森林科学専攻

久住 亮介

研究成果概要固体 NMR を使用すれば，化学シフト(CS)テンソルを通じて原子核周りの局所構造の情報が得られる. ただし，従来法による CS テンソルの決定には mm 次元の巨大な単結晶が要求される．我々はこれまでに，変調回転磁場による微結晶の三次元配向化法を固体 NMR へと適用
し，μm サイズの微結晶粉末から CS テンソルを決定する手法を提案してきた．しかしながら，擬単結晶法では試料を配向固定用の UV 硬化モノマーなどに均一に分散させる必要があるた
め，セルロースなどへの応用が困難であった．そこで本研究では，固体 NMR の強磁場を活用
して微結晶懸濁体の三次元磁場配向を達成しつつ，そのままの状態での固体 NMR 解析が可能な磁場配向プローブを作製した．作製したプローブにより磁場配向微結晶懸濁体(Magnetically Oriented Microcrystal Suspension (MOMS))の in situ 固体 NMR 測定を行い，CS テンソルの評価が可能なスペクトルの取得を試みた．
三次元磁場配向を達成するため，試料管を静磁場と直交した軸周りで変調回転させるプローブを作製した．超電導磁石(7.05 T)にプローブを挿入し，パワーアンプと OPENCORE
NMR 分光計を接続した．試料には L-アラニン微結晶(<20μm)の懸濁液(20 wt%)を使用し，間欠型の変調回転(15 rpm
で 180°回転させ, 静磁場 B0 方向で 1 s 停止)を施しながら固体 13C CP 測定を行なった．測定のタイミングを変化させ， B0と磁化容易軸(χ1)方向のなす角が異なる一連のスペクトルを収集した．また，単結晶データから Mathematica を用いて理論スペクトルを計算し，実測の結果と比較した．
Fig. 1 に，得られた 13C CP スペクトルを示す．rf パルスの照
射のタイミングを変化させるにつれて各共鳴ピークの発現位置が連続的に変化しており，その変化のパターンはシミュレーションの結果(点線)と良く一致した．この結果は，通常はmm サイズの単結晶でのみ得られる CS テンソルの情報を保Fig. 1 13C CP spectra of L-alanine
持したスペクトルが，磁場配向プローブにより液状媒体中に microcrystals
in a suspension under the
ある数十 μm サイズの微結晶からでも観測可能となったことを modulated rotating magnetic field. The
spectra simulated from the single示している．今後，セルロースやタンパク質などより複雑な化 crystal data are also shown as dashedlines.
合物についても検討する予定である．
発表論文（謝辞なし）
R. Kusumi, H. Kadoma, M. Wada, K. Takeda, and T. Kimura, J. Magn. Reson. 309, 106618 (2019).

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
一酸化炭素資化菌と水圏ウイルスの分子生物学的研究
Molecular biology of carboxydotrophs and aquatic viruses
京都大学 農学研究科 応用生物科学専攻

吉田 天士

研究成果概要水素 (H2) 生成一酸化炭素 (CO) 資化菌は、環境で有毒な CO を除去し H2 に変換することから生態学的重要性が指摘される。しかし、記載された H2 生成 CO 資化菌は陸上温泉を中心に 20 種と限られ、その多様性・分布といった生態に関する知見が乏しい。そこで

我々は、一般的な菌叢解析において参照可能な H2 生成 CO 資化菌のデータベースを構築した。まず、公開データベースに登録されている約 14 万の原核生物ゲノムより、H2 生成 CO 資化菌が有するマーカー遺伝子群の保有株を同定し、全原核生物の 16S
rRNA 系統における潜在的な H2 生成 CO 資化菌の分布を明らかにし、本菌が属する分類群を 4 門 26 属 43 種まで拡充した。さらに、本データベースを用いることで、100の堆積物試料を用いた 16S rRNA アンプリコン解析から、環境における潜在的な H2 生
成 CO 資化菌の分布を解明した。その結果、54 地点で潜在的な H2 生成 CO 資化菌が13 種見いだされ、幅広い泉源に分布することを示した。
有毒アオコ原因ラン藻ミクロキスティスは環境中で多様なウイルスとの相互作用が示唆されるが、本種感染ウイルス分離例は当研究室保有の Ma-LMM01 に限られていた。
そこで、
京都府広沢池にてウイルスメタゲノム解析を行い、24 時間に渡って本種とウイルスの包括的転写解析を行った。その結果、大きく 3 つのグループから成る 15 の新規の本種感染ウイ
ルスゲノムを明らかにした。さらに環境中では Ma-LMM01 のような非常に限られた宿主株にのみ感染可能な狭域宿主ウイルスと、様々な宿主株に感染可能な広域宿主ウイルスが共存することを見出した。包括的転写解析より、ミクロキスティスは特に広域宿主ウイル

スによる感染に応じてウイルス耐性遺伝子を発現させることが示唆された。本成果をまとめた論文は米国微生物学会が発刊する Appl. Environ. Microbiol.の表紙を飾った。
発表論文（謝辞あり）
Diversity and distribution of thermophilic hydrogenogenic carboxydotrophs revealed by
microbial community analysis in sediments from multiple hydrothermal environments in Japan.
(2019) Arch. Microbiol. 201, 969–982.
他2報発表論文（謝辞なし）
Co-occurrence of broad and narrow host-range viruses infecting the toxic bloom-forming
cyanobacterium Microcystis aeruginosa. (2019) Appl. Environ. Microbiol. 85, e01170-19.
他2報

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
効率的な有用物質生産に向けた真核微細藻類のゲノム解析

Genomic analyses of the eukaryotic microalgae for the efficient production of valuable
substances
京都大学 大学院 農学研究科 応用生物科学専攻

澤山 茂樹

研究成果概要真核微細藻類はその優れた光合成能や有用物質生産能から、近年機能性食品、化粧品へ添加する有用物質の生産やバイオ燃料生産に用いられ ている 。一方、真核微生物の複雑なゲノム構造から、遺伝子情報等の分子生物学的知見は依然として不足している。本研究では京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステム を利用し、複数種の微細藻類を対象とした有用物質生産関連遺伝子の探索、および有用微細藻類の全ゲノム解析を行なった。後者に関する研究成果は現在投稿に向けた準備を行っている。
発表論文（謝辞あり）
発表論文（謝辞なし）

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

量⼦化学計算によるリグニンモデル化合物の間接電解反応機構の解析
Mechanistic analysis of indirect electrolysis of lignin model compounds by quantum chemical
calculation
京都大学大学院 農学研究科 森林科学専攻 生物材料化学分野

平野 義貴

研究成果概要
リグニンは木材主要三成分の一つであり、難分解性の芳香族高分子である。効率的なリグニ
ン分解反応の開発は、紙パルプ製造工程の効率化やバイオマス由来芳香族化成品の製造などの観点で重要である。当研究室では温和で環境負荷が低いと期待される反応系として、間接電解反応によるリグニン分解を検討してきた。間接電解反応とは、電極-基質間の電子の授受を仲介する触媒(レドックスメディエーター)を用いた電解反応である。直接電解反応は不均一系である一方、間接電解反応は均一系であるため、高分子であるリグニンを効率的に電解できると期待される。本研究では、酸化還元反応による効率的なリグニン分解反応の探索を目的とし、量子化学計算によってリグニンの間接電解反応機構について考察する。具体的には、
間接電解反応を(1)メディエーターの電極反応と(2)リグニンモデル化合物-メディエーター間の反応、(3)リグニンモデル化合物のラジカル中間体の後続反応の 3 つに分け、これらの反応ギブズエネルギーや活性化ギブズエネルギーを計算し、電解実験と矛盾しない反応機構や効率的な反応条件を探る。
まず 10 種類の芳香族化合物について、それらの 1 電子酸化還元反応の反応ギブズエネル
ギーを GAMESS-US で計算した。その結果、これらの計算値は各種芳香族化合物の酸化還
元電位の実験値と線形関係にあった。このことから、芳香族化合物の電子移動反応の反応ギブズエネルギーについて、量子化学計算で定量的に評価できることが確認できた。
更に、リグニンモデル化合物-メディエーター間の反応の反応ギブズエネルギーを計算した。
メディエーターの候補としていくつかの複素環式芳香族化合物を、リグニンモデル化合物としてβ-O-4 型 2 量体などを選んだ。メディエーターの中性状態およびカチオンラジカルについて、
これらのギブズエネルギーを計算した。また同様の計算を、リグニンモデル化合物の中性状態、および反応中間体と考えられる状態(カチオンラジカルなど)に対しても行った。その結果、反応ギブズエネルギーが負の値になる反応条件、反応経路を発見した。今後、各種反応についての活性化ギブズエネルギーの計算と、電解実験による計算結果の検証を行う。

発表論文 該当なし

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
三次元 π 共役分子の合成の機能性の創出
Synthesis of three-dimensional π-conjugated molecules
京都大学大学院人間・環境学研究科

廣戸 聡

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、三次元パイ共役
分子の分子構造および物性の解析を行った。特に、曲面をもつ分子の構造を Gaussian 16 を用いて密度汎関数法（DFT 法）により最適化し、予測される分子の安定性を評価した。さらに、
TD-DFT 法を用いることで、実際に測定した吸収スペクトルを計算により算出することによって、計算によって最適化した構造が実測に則しているかどうかを判断した。
特に、ねじれたポルフィリンの構造最適化および吸収スペクトルのシミュレーションを行うこと
で、ねじれたポルフィリンの溶媒に依存したスペクトル変化が構造変化に基づくことを解明した。
具体的にはねじれたポルフィリンの Twist 型および Stair 型の二つの構造について、B3LYP を含む様々な汎関数を用いて構造最適化した後、振動子計算を行うことで二つの構造のエネル
ギー差を求めた。この値と実測値を比較するとともに、最適化構造から求めた吸収スペクトルが実測の傾向と一致するかを評価した。
また、螺旋構造をもつ分子の分子軌道計算も行(a)った。具体的には非対称に置換基を導入した螺旋 分 子 の 構 造 最 適 化 を 行 い 、 HOMO お よ び
LUMO の軌道係数の分布とエネルギーを評価した。その結果、図 1 に示す通り、LUMO に軌道係数の偏りがあることを明らかにし、分子内電荷移動(b)

相互作用の存在を明らかにした。さらに、電気化学測定から見積もった HOMO および LUMO の実測値との比較により、螺旋分子の分極構造を解明した。この結果は Chemistry Letters 誌に報告した。
図 1. 螺旋分子の分子軌道発表論文（謝辞あり）“Regioselective desilylation of a π-extended aza[5]helicene”
A. Ushiyama, H. Shinokubo, *S. Hiroto
Chem. Lett. 2019, 48, 1069.

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ガラス長残光蛍光体における残光メカニズムの解明

Investigation of persistent luminescence mechanism in glass persistent phosphors
京都大学大学院人間・環境学研究科

上田純平

研究成果概要長残光蛍光体とは、励起光を遮断後も、数時間から十数時間という長い時間発光し続ける発光材料であり、夜光塗料として時計の文字盤や避難誘導標識に使用されている。現在、市場に出回っている長残光蛍光体の多くは、1993 年によって開発された SrAl2O4:Eu2+-Dy3+である。この長残光蛍光体をブレークスルーに、様々な長残光蛍光体がトライアンドエラーにより、研究開発がされてきた。しかしながら、そのほとんどは酸化物結晶に発光中心イオン（Eu2+、
Ce3+など）と電子トラップ中心イオン（Dy3+、Nd3+など）を添加した材料である。
本 研 究 に お い て 、 我 々 は 作 製 し た CaOGa2O3-GeO2(CGG)ノンドープガラスにおいて、長残光を発見した。300nm付近の紫外線によりCGGガラスの吸収端を励起すると、オレンジ色の長残光を示した。京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、ガラス構造と似たGaO4 四面体とGeO4 四面体を有す
るカルシウム・ガリウム・ゲルマニウム酸化物結晶のバンド構造計算を行った。この計算結果とCaO-Ga2O3 ガラスとCaO-GeO2 ガラスの吸収 図 1. 残光の様子と残光メカニズム
端エネルギーの比較から、CGGガラスの吸収端は主にO 2pからGe 4sへの遷移であると帰属した。このバンド間吸収により、NBOHC(nonbridging oxygen hole center) と E’(Ge) (unpaired electron at Ge ion bonding threeoxygen)の欠陥ができることをEPR(Electron paramagnetic resonance)測定により明らかにし、これらが長残光に働くキャリアトラップであることを示した。
発表論文（謝辞あり）[1] J. Ueda, A. Hashimoto, S. Tanabe, J. Phys. Chem. C, 123 (2019) 29946-29953.

発表論文（謝辞なし）

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
有機分子性結晶の気体吸着特性の解析
Analysis of the gas sorption behavior of organic molecular crystals

京都大学 大学院人間・環境学研究科 相関環境学専攻 分子・生命環境論講座
津江 広人
研究成果概要多孔性材料は，気体分子の分離・精製・貯蔵などの用途に広く適用可能なため，古くから研究され，現在でもなお新規材料の開拓が活発に進められている．これまでに当研究室では，有機分子性結晶が発現する気体吸着特性の解明を目的として，安価かつ生体適合性をもつ
ジペプチドに着目し，その結晶構造と気体吸着挙動の関係について報告してきた．その研究過程において，N 末端を保護した BocGly-L-Phe （以下，1 と略記．図１）の単結晶が，二酸化炭素を高選択的に吸着することが明らかになっている．

O
BocNH

N
H

COOH

図１ 1 の分子構造

図２ 1 の CO2 吸着状態

本研究では，1 の結晶が示す気体吸着特性を解明することを目的として，1 が二酸化炭素を吸着した状態の結晶構造解析を行い，結晶を構成する 1 と結晶中に吸着された二酸化炭素との間に働く分子間相互作用の解析を行った．ここでは，京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用した．
単結晶Ｘ線構造解析の結果，1 の結晶中に二酸化炭素が吸着された状態を原子レベルで可視化することに成功した（図２）．２分子の二酸化炭素の周辺には，計８分子の 1 が近接しており，これらの分子間相互作用によって，1 の結晶中に二酸化炭素が吸着されていることが示唆された．そこで，計算化学アプリケーション Materials Studio の DMol3 を用いて，二酸化炭素の吸着状態の原子座標から結晶構造の構造最適化を行った後，Gaussian 09 を用いて二次の摂動法による ab initio 計算とエネルギー分割計算を行い，1 と二酸化炭素との間に働いている
分子間相互作用を解析した．その結果，分散力が，これらの間に働く分子間相互作用の主たるものであり，1 による高選択的な二酸化炭素の吸着挙動は，同相互作用によって発現していることが明らかとなった．

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令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
金属錯体ソフトマテリアルの創成
Fabrication of Coordination Soft Materials

京都大学高等研究院物質―細胞統合システム拠点

古川 修平

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、ロジウム二核パ
ドルウィール錯体、ルテニウム二核パドルウィール錯体を基本骨格に有する金属錯体多面体（metal-organic polyhedra）の合成を行った。この MOP をポーラスモノマーとして用い、イミダゾ
ールやピリジン系連結配位子を用いて配位重合を行うことで金属錯体ソフトマテリアルの合成を行った。
具体的には、新規に合成したロジウムやルテニウムを有する MOP の結晶構造との比較を行うために、X 線結晶構造データベース検索を行った（Cambridge Structural Database を用いた）。
ここでは、パドルウィール構造が理想とする形からどの程度歪んでいるのかを定量的に解析、またパドルウィール構造の axial 位に配位している分子の金属―配位子間結合を解析すること
により、どの程度連結配位子が強く結合しているのかを見積もった。これにより、合成した金属
錯体ソフトマテリアルの構造情報と、シミュレーションによって推定したポリマー構造との相関に関する研究を行った。

発表論文（謝辞あり）

発表論文（謝辞なし）“Understanding the role of linker flexibility in soft porous coordination polymers”
Yamil J Colón, Shuhei Furukawa
Mol. Syst. Des. Eng. 2020, 5, 284-293. DOI: 10.1039/C9ME00117D

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令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
水素貯蔵を示す水素化物含有金属—有機構造体の合成

Synthesis of hydride-based metal-organic frameworks with hydrogen storage
京都大学高等研究院物質－細胞統合システム拠点

堀毛 悟史

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、水素化物イオンを含有する結晶性有機—金属構造体（Metal−organic frameworks, MOF と呼ぶ）の局所構造の同定を行った。対象とした MOF はボロハイドライドイオン（BH4−）をカウンターアニオンとして含む構造体である。BH4−の化学環境が MOF の安定性・水素放出活性を左右するため、BH4−を含む局所構造の同定に DFT 計算を用いた。下記に構造同定の詳細を示す。
BH4−中の水素原子の化学環境（近傍の金属イオンや有機配位子との距離・角度）は MOFの大気安定性や水素放出反応特性を左右するため、重要な構造情報である。対象の MOF の結晶構造は単結晶Ｘ線回折測定から同定した一方で、Ｘ線散乱因子の小さい水素原子の場
合、一般的に詳細な位置決定は難しい。そこで Material Studio CASTEP パッケージを用いた
DFT 計算を用いて、BH4−含有 MOF の局所配位構造（金属イオン、BH4−、有機配位子）を切り出し、構造最適化を実施した。構造最適化の結果、MOF 中の BH4−は近傍の有機配位子の水素原子（C−H）と二水素結合を形成していることが確認された。これより対象の MOF が高い大気安定性を示す要因として、二水素結合による BH4−の電子状態の変化が示唆された。また、
昇温脱離法（TPD）から確認された高い水素放出反応性には、二つの BH4−が隣接している配位構造が寄与していることが示唆された。以上のように、BH4−の局所構造を DFT 計算から同定することは、BH4−含有 MOF の安定性・水素放出特性の理解につながった。

発表論文（謝辞あり）

発表論文（謝辞なし）“Borohydride-containing coordination polymers: synthesis, air stability and dehydrogenation”
Kentaro Kadota, Nghia Tuan Duong, Yusuke Nishiyama, Easan Sivaniah, Susumu Kitagawa,and Satoshi Horike
Chem. Sci., 2019, 10, 6193.

60令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
自己集合を利用したタンパク質のカプセル化
Protein encapsulation within synthetic cages
京都大学高等研究院

藤田大士

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用して、タンパク質の包接が可能な内部空間をもった巨大有機ナノケージ分子の設計を行った。ケージ型分子は適当な大きさの空洞をもち、その内部に他の分子を包接することで「ホスト-ゲスト化合物」と呼ばれる複合体を形成することが知られている。ホスト分子内部に取り込まれたゲスト分子は外界から孤立した特殊な環境下に置かれることで、 溶液中での単分散状態や固体中での凝集状態とは全く異なる性質を示す。生体分子であるタンパク質もまた、pH・塩濃度・温度などの環境因子に対して鋭敏な影響を受け、その多くは失活という形で顕われる。そこで我々は、有機
ナノケージ分子内部にタンパク質を包接した「カプセル化タンパク質」の化学合成を目指し、孤立空間におけるタンパク質分子の安定化や性質解明に取り組んでいる。今回、巨大有機ナ
ノケージ分子の合成を行う上で、BIOVIA 社製 Materials Studio, 同じく BIOVIA 社製
Discovery Studio、富士通社製 SCIGRESS を用途に応じて組み合わせながら分子設計を試みた。その結果、多面体構造の性質を利用した自己集合反応により、大きな空洞をもつ有機ナノ
ケージ分子の観測に成功している。このように、採用している分子デザインの妥当性が得られている段階ではあるが、合成収率の改善、有機ナノケージ分子の水溶性の確保、包接対象タンパク質に応じた空洞サイズの制御など、カプセル化タンパク質の合成を目指す上で達成するべき課題は多い。今後は合成条件の検討を進め、自己集合反応の結果を分子設計にフィードバックさせながら分子骨格のモデリングと修正を随時行う予定である。

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令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
多能性細孔物質の深化
Development of multifunctional porous materials

京都⼤学 ⾼等研究院 物質－細胞統合システム拠点 北川グループ

大竹研一

研究成果概要多孔性材料は古代エジプトの時代（活性炭）から現代まで（ゼオライトなど）に至る長きにわたって人類の生活に不可欠なものとして利用されてきた。もし、活性炭やゼオライトが担ってきた貯蔵、分離、変換などの機能について、それらを凌駕する、もしくは全く新しい多孔性機能を有する材料が創製されれば、人類の生活に革新的な変化をもたらす事が期待される。そのためには、微少空間を持つ物質の合成、構造、性質についての新しいサイエンスの開拓が必要である。
我々は、有機配位子と金属イオンが自己組織化プロセスによって組み上がる結晶性の多孔体：多孔性配位高分子(Porous Coordination Polymer：PCP)を足場として、多様な機能空間のデザインを試み、新現象・新機能の探索を行っている。PCP はその骨格構造に均一な細孔(直径数 Å〜数 nm)を有し、そこへ様々な気体分子を吸着させ取り込むことができる。さらに、一部の PCP は、ガス吸着に伴い結晶格子が変形する「ソフトな」挙動を見せる。この結晶格子の変形はガス種選択的に起こり、通常、ある一定のガス圧力以上になると急激に格子が変形(開孔)し吸着が起こる。この現象は「ゲート型吸着」と呼ばれている。
既にあらゆる種類の PCP が開発され、多様なガス特異的ゲート吸着が報告されているが、そのメカニズムはそれぞれ異なる。種々のゲート型吸着メカニズムを理解するためには、格子変形に伴うエネルギー（格子変形エネルギー）と、ガス吸着による安定化エネルギー（吸着エネルギー）の両者を考慮する必要がある。本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、PCP の結晶構造を基にしてガス分子の吸着サイトを予測し、ゲート開閉前後のエネルギー変化とガス吸着エネルギーの計算を行った。
ゲート型吸着を示す PCP について、Material Studio の DMol3 パッケージを用いた密度汎関数法(LDA, VWN)による構造最適化、続いて Adsorption Locator パッケージを用いた
Simulated-Annealing 法によるガス吸着サイトのモンテカルロ探索を行った。得られたガス吸着状態の構造を基に、一点計算(GGA, PBE)によりエネルギーを求め、PCP の格子変形エネル
ギーと吸着エネルギーの関係を明らかにすることで、ゲート型吸着の起源について解明した。
こうした知見は、PCP への選択的吸脱着を利用した将来のガス分離技術開発のための有用な知見となる。

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発表論文（謝辞なし）
Pengyan Wu, Yang Li, Jia-Jia Zheng, Nobuhiko Hosono, Jian Wang,* Ken-ichi Otake,
Yanhong Liu, Lingling Xia, Min Jiang, Shigeyoshi Sakaki, Susumu Kitagawa"Carbon Dioxide Capture and Efficient Fixation in a Dynamic Porous Coordination Polymer"
Nat. Commun. 2019, 10, 4362.
Cheng Gu, Nobuhiko Hosono, Jia-Jia Zheng, Yohei Sato, Shinpei Kusaka, Shigeyoshi
Sakaki, Susumu Kitagawa*"Design and Control of Gas Diffusion Process in a Nanoporous Soft Crystal"
Science 2019, 363, 387–391.
Ming-Shui Yao, Jia-Jia Zheng, Ai-Qian Wu, Gang Xu, Sanjog S Nagarkar, Gen Zhang,
Masahiko Tsujimoto, Shigeyoshi Sakaki, Satoshi Horike, Ken-ichi Otake, Susumu Kitagawa“Dual-Ligand Porous Coordination Polymer Chemiresistor with Modulated Conductivity andPorosity”
Angew. Chem. Int. Ed., 59, 172–176, 2020
Yifan Gu, Jia-Jia Zhen, Ken-ichi Otake, Shigeyoshi Sakaki, Susumu Kitagawa,in preparation

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京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステム利用報告書
振電相互作用に関する理論的研究
Theoretical Study on Vibronic Couplings
京都大学福井謙一記念研究センター理論研究部門

佐藤徹【研究成果概要】
高効率な有機エレクトロルミネッセンス (OLED) を達成するためには、電流励起によって 75%の割合で生じる三重項を蛍光に利用することが必要である。我々は三重項励起子を効率よく利用する機構として、最低三重項よりも上の高次三重項励起子を一重項励起子に変換する高次三重項経由傾向(FvHT) 機構を提案している [1,2]。FvHT 機構では、擬縮退した電子状態により高次三重項から低次三重項への輻射遷移および無輻射遷移が抑制されている。凝集誘起発光 (AIEE) は溶液状態よりも凝集状態において強い発光を示す現象である。1,2-bis(pydidylphenyl)ethene (CNPPE) は AIEE 分子であり、固体中において溶液中よりも小さい無輻射遷移の速度定数を有する [3]。CNBE は結晶中において Ci 対称性を有する二量体を含んでいる。そのため、擬縮退した電子状態に起因する内部転換の抑制が期待される。我々は振電相互作用密度 (VCD) 解析 [4] により振電相互作用定数 (VCC) の起源を調べることで、擬縮退が AIEE の発現に及ぼす役割について明らかにした [5]。
溶液中の CNPPE は単量体によってモデル化し、PCM 法を用いて計算した。固体中の CNPPE はエネルギーの最も安定な二量体 (Ci 対称) によってモデル化し、二量体を QM、周辺の分子を MM によって取り扱う ONIOM 法によって計算した。DFT 計算は、Gaussian09 Revison E01 を用い、計算レベルは M06-2X/6-31G(d,p) とした。VCC および VCD 計算は当研究室で開発したプログラムを用いた。
固体中においてエネルギーの最も安定な二量体は cofacial な配向で並んでいるため、擬縮退している S1 (Ag ) は対称禁制遷移、S2 (Au ) は対称許容遷移となる。Kasha 則に基づくと発光は最低励起状態から生じるが、結晶中においてエキシマが生成することで S2 から S1 への内部転換が抑制され、S2 からの発光が可能となることが予想された。また、二量体モデルではエキシマ生成により波動関数が全体に非局在することで、溶液中の単量体モデルよりも小さな VCC を有することがわかった。
したがって、二量体モデルでは単量体モデルよりも S0 への内部転換は抑制されており、高い発光効率を示すことが予測された。
[1] T. Sato et al., Sci. Rep. 7, 4820 (2017). [2] Y.-J. Pu et al., J. Mater. Chem. C 7, 2549 (2019).
[3] S. Nishio et al., Asian J. Org. Chem. 3, 686 (2014). [4] T. Sato et al., J. Phys. Chem. A 112,758 (2008). [5] W. Ota et al., arXiv: 1912.10677 (2019).
【発表論文】(謝辞あり)(1) Y.-J. Pu , R. Satake , Y. Koyama , T. Otomo , R. Hayashi , N. Haruta , H. Katagiri , D.
Otsuki , D.G. Kim, T. Sato, J. Mater. Chem. C 7, 2459 (2019).
(2) Y. Kojima, W. Ota, K. Teramura, S. Hosokawa, T. Tanaka, T. Sato, Chem. Phys. Lett. 715,
239243 (2019).
(3) N. Haruta, P. F. Marques de Oliveira, T. Sato, K. Tanaka, M. Baron, J. Phys. Chem. C 123,
21581-21587 (2019).

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令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
固液界面を反応場とする化学反応
Chemical reactions at the interface between solid and liquid
京都大学 産官学連携本部 湊 丈俊

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、固体と液体の界面（固液界面）で起きる化学反応の反応機構や物性などを第一原理計算及び分子動力学計
算によって研究した。
2019 年のノーベル化学賞の研究対象であるリチウムイオン電池 [1] は、現在広く用いられている蓄電池であるが、蓄電池に求められる性能が高まっていることから、リチウムイオン電池の性能を超える原理的に新しい蓄電池の開発が期待されている。我々は、高エネルギー密度が期待できる新しい蓄電池として「フッ化物イオンシャトル二次電池」 [2] の開発を進めている。
これまで有機溶媒から調製した電解液（有機電解液）を用いて、電極のフッ化脱フッ化反応を観測することに成功している [2-4]。この電解液には、アニオンアクセプターと呼ばれる添加物が含まれており、フッ化脱フッ化反応において、重要な役割を果たしていると考えられる。本年度 は 、 ア ニ オ ン ア ク セ プ タ ー と し て 機 能 す る triphenyl boroxine [5] や Lithiumbis(oxalato)borate [6] とフッ化物イオンとの相互作用を計算科学的に検証し、電解液中での分子構造を推定した。
また、固液界面の構造は、物理、化学、生物的な現象で重要な役割と果たす。本研究では、原子レベルで観察できる周波数変調原子間力顕微鏡 [1 など] を用いて、水和構造における固体表面の効果 [7] 、界面での粘性マッピング [8]、イオン液体と固体表面の相互作用 [9]などを解析した。
文献[1] Taketoshi Minato and Takeshi Abe, Surface and Interface Sciences of Li-ion Batteries,
Progress in Surface Science, 92, 240–280 (2017).
[2] 湊丈俊，小西宏明，Asuman Celik Kucuk，安部武志，小久見善八，有機電解液を用いた
フッ化物イオンシャトル二次電池の開発，セラミックス，54, 637-641 (2019).
[3] Hiroaki Konishi, Taketoshi Minato, Takeshi Abe, and Zempachi Ogumi, Electrochemical
Performance of a Bismuth Fluoride Electrode in a Reserve-type Fluoride Shuttle Battery,
Journal of The Electrochemical Society, 164, A3702-A3708 (2017). （謝辞あり）[4] Hiroaki Konishi, Taketoshi Minato, Takeshi Abe, and Zempachi Ogumi, Improvement ofcycling performance in bismuth fluoride electrodes by controlling electrolyte composition influoride shuttle batteries, Journal of Applied Electrochemistry, 48, 1205-1211 (2018).
[5] Hiroaki Konishi, Taketoshi Minato, Takeshi Abe, Zempachi Ogumi, Electrochemical

65performance of a lead fluoride electrode mixed with carbon in an electrolyte containing
triphenylboroxine as an anion acceptor for fluoride shuttle batteries, Materials Chemistry andPhysics, 226, 1-5 (2019). （謝辞あり）[6] Asuman Celik Kucuk, Taketoshi Minato, Toshiro Yamanaka, Takeshi Abe, Effects of LiBOB
on salt solubility and BiF3 electrode electrochemical properties in fluoride shuttle batteries,
Journal of Materials Chemistry A, 7, 13787-13789 (2019). （謝辞あり）[7] Kenichi Umeda, Kei Kobayashi, Taketoshi Minato, Hirofumi Yamada, Atomic-Scale 3D
Local Hydration Structures Influenced by Water-Restricting Dimensions, Langmuir, 34,9114–9121 (2018). （謝辞あり）[8] Kenichi Umeda, Kei Kobayashi, Taketoshi Minato, Hirofumi Yamada, Atomic-levelviscosity distribution in the hydration layer, Physical Review Letters, 122, 116001 (2019). （謝辞あり）[9] Kenichi Umeda, Kei Kobayashi, Taketoshi Minato, Hirofumi Yamada, Atomic-Scale
Three-Dimensional Local Solvation Structures of Ionic Liquids, The Journal of Physical
Chemistry Letters, 11, 1343-1348 (2020). （謝辞あり）

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令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
電池材料のラマンスペクトルの計算
Simulation of Raman spectrum of battery materials
京都大学 産官学連携本部

山中俊朗

研究成果概要
我々は金属フッ化物の脱フッ化とフッ化を用いる高容量の革新的 2 次電池である、フッ化物
シャトル電池の開発を進めている。BiF3 はこの電池の活物質として最もよく研究されている材料である。実験では、BiF3 電極の電位を下げていくときの脱フッ化の開始電位が、斜方晶 BiF3の場合より立方晶 BiF3 の場合のほうが約 0.3V 程度低いという結果を得た。そこで本研究では、
京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの CASTEP を利用し、斜方晶の BiF3 と立方晶の BiF3 のエネルギーを計算した。斜方晶の Final energy は -10591.09712227
立方晶の Final energy は -10587.10028745

eV、

eV であった。どちらも単位格子に 12 個のフッ素を含んでいる。これより F ひとつの引き抜きに対して斜晶のほうが 0.3V 程度安定で-あり、脱フッ化の電位は 0.3V 程度低いと推測される。これは実験結果から期待される結果とは逆であり、立方晶の低い脱フッ化電位の原因は他にあることがわかった。さらに他の物理量を計算し、比較検討する予定である。

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令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
生体分子情報データベースの開発とその応用

Development of Databases for Biomolecular Information and its Application
情報・システム研究機構 データサイエンス共同利用基盤施設
ライフサイエンス統合データベースセンター

五斗 進

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、生体分子情報
データベースおよびバイオインフォマティクス技術の開発に取り組み、その成果をゲノムネット（http://www.genome.jp/）から広く公開している。2019 年度は 2018 年度に引き続き、ゲノムネッ
トサービスとして公開してきたデータベースと解析ツールに対し、改良を加えるとともに、ネット
ワークや表現型の観点から遺伝子機能推定などの応用に結びつけることを目指し、以下の成
果を得た。
1.

2018 年度に基盤整備を行った、微生物の代謝機能類似性と培養培地類似性の相関を調べるためのシステムについて、培養培地データベースの拡張を行った。具体的には、理化学研究所の Japan Collection of Microorganisms と製品評価技術基盤機構の NITE
Biological Resource Center が 提 供 す る 500 以 上 の 菌 株 の 培 地 情 報 を Resource
Description Framework でデータベース化した。さらに、生物種のリストから培地を比較するためのインタフェースを構築し、KEGG のパスウェイモジュールなど代謝機能類似性と比較できるようにした（ライフサイエンス統合データベースセンターの川島秀一特任准教授、守屋勇樹特任助教らとの共同研究）。

2.

KEGG で定義されたオーソログごとにプロファイル隠れマルコフモデルを定義し、データベース化した。このデータベースを用いた遺伝子機能を推定する仕組みとして、配列から
KEGG のオーソログを推定するシステム KofamKOALA を開発した（京都大学化学研究所の荒巻拓哉氏、緒方博之教授らとの共同研究）。

発表論文（謝辞あり）
1. Sakurai, T., Nishiyama, H., Nagai, T, Goto, S., Ogata, H. and Kudo, M.; Deficiency ofGankyrin in the small intestine is associated with augmented colitis accompanied byaltered bacterial composition of intestinal microbiota. BMC Gastroenterology, 20:12(2020).
2. Aramaki, T., Blanc-Mathieu, R., Endo, H., Ohkubo, K., Kanehisa, M., Goto, S. andOgata, H.; KofamKOALA: KEGG Ortholog assignment based on profile HMM andadaptive score threshold. Bioinformatics, in press (2019).

68令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
遺伝子情報を用いた海洋生態学研究
Research on marine ecology using genetic information

東京大学 大気海洋研究所 地球表層圏変動研究センター 生物遺伝子変動分野
西村 陽介
研究成果概要昨年度に引き続き、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、海洋・湖
沼等の微生物生態系の研究および、微生物ゲノム解析ツールの開発を行った。
優占する系統群の多くが未培養である海洋微生物の研究においては、培養を行わずにゲノム多様性や代謝戦略を解明できるメタゲノミクスに期待が集まっている。公開された海洋メタゲ
ノムデータを網羅的に利用して、1,644 メタゲノム（配列量約 25 Tbp）から約 4 万個の高品質な原核生物ゲノムを再構築した。これらのゲノムは海洋微生物生態系を理解する上で重要なリファレンスとなると期待される。また、これらのメタゲノム由来のデータに含まれる機能
未知遺伝子の中から、光受容体等の有用な微生物遺伝子資源の探索を行い、遺伝子異種発現系などの実験的手法を組み合わせて、機能を同定する解析を行っている[論文 3]。

また、湖沼のウイルスに関して、以前作成した ViPTree 等のウイルスゲノム解析ソフトウェアを利用してメタゲノム解析を行い、ウイルスの多様性や季節的変動を明らかにした[論文 1, 2]。
発表論文（謝辞あり）
1.

Yusuke Okazaki, Yosuke Nishimura, Takashi Yoshida, Hiroyuki Ogata, Shin‐ichi Nakano. 2019.
‘Genome‐resolved viral and cellular metagenomes revealed potential key virus‐host interactions in a
deep freshwater lake.’ Environmental Microbiology 21(12):4740-4754.

発表論文（謝辞なし）
2.

Daichi Morimoto, Kento Tominaga, Yosuke Nishimura, Naohiro Yoshida, Shigeko Kimura,
Yoshihiko Sako, and Takashi Yoshida. 2019. 'Co-Occurrence of Broad and Narrow Host-Range
Viruses Infecting the Toxic Bloom-Forming Cyanobacterium Microcystis Aeruginosa.' Applied andEnvironmental Microbiology 85(18):e01170-19

3.

Atsushi Shibukawa, Keiichi Kojima, Yu Nakajima, Yosuke Nishimura, Susumu Yoshizawa, andYuki Sudo. 2019. ‘Photochemical Characterization of a New Heliorhodopsin from theGram-Negative

Eubacterium

Bellilinea

Caldifistulae

Heliorhodopsin-48C12.’ Biochemistry 58(26):2961-2952.

69(BcHeR)

andComparison

with令和元年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
グラフに基づく分子系統解析手法の開発と適用
Development and application of the graph-based phylogenetic method
東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻岩崎研究室 松井求研究成果概要タンパク質スーパーファミリーは，その長い進化史の中で配列と機能の多様性を獲得してきた．従って，その進化過程をまるごと解明することができれば，タンパク質の諸機能と進化を結ぶ統合的知見が得られるに違いない．しかしながら既存手法は，進化距離の大きな問題に対しては，多重配列アライメント (MSA) から抽出可能な情報量が著しく減少してしまうという問題を抱えており，いずれも適用困難であった．我々はこれまでに Graph
Splitting (GS) 法という新たな系統解析手法を考案し，進化シミュレーションに基づいて GS法がこの問題を解決することを示してきた．GS 法は MSA の代わりに All-to-All ペアワイズ
アライメントを行い，配列類似性グラフ (SSG) を構築し，その SSG を再帰的に分割することで MSA に由来する問題を回避しつつ系統樹を推定する方法である．GS 法をスーパーフ
ァミリーの網羅的解析に適用した結果，190 のスーパーファミリーについて信頼性の高い系
統樹を得ることができた．特に T-fold，DNA/RNA ポリメラーゼ，トキシン膜輸送ドメインの各スーパーファミリーは系統樹の全体にわたって内部枝が強く支持されており，それぞれ代謝系，転写・複製，膜輸送系の初期進化を照らす新たな知見が示唆された．例えば
DNA/RNA ポリメラーゼの系統解析結果からは RNA ワールドの時代から RNA-dependent
RNA ポリメラーゼ → RNA-dependent DNA ポリメラーゼ → DNA-dependent DNA ポリメラーゼ → DNA-dependent RNA ポリメラーゼの順番で進化してきたことが示唆された．さらに GS 法を「初期進化」のような“古い”問題だけではなく，「病原菌・ウイルス・癌の短い
時間スケールにおける高速な進化」といった“モダンな”問題に広く適用することも試みている．これまでにインフルエンザウイルスやバキュロウイルスなど多様なウイルスについて先行研究を大幅に超える規模と精度を持つ系統樹が得られており，それぞれのウイルスの感染の歴史の解明につなげて行きたいと考えている．

発表論文（謝辞あり）
Motomu Matsui, and Wataru Iwasaki, Graph Splitting: A Graph-Based Approach forSuperfamily-scale Phylogenetic Tree Reconstruction, Systematic
Biology, 2020, 69(2):265–279.
発表論文（謝辞なし）
なし

70令和元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ヒト腸内菌叢のメタゲノム解析
Metagenomic analysis of human intestinal microbiota
東京工業大学 生命理工学院 山田研究室

上田 敦史

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、次世代シーケン
サーによるディープシーケンシングのデータの遺伝子予測、機能アサインメントを行ったデー
タに関して、バックアップ作業を実施した。

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令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

MAGs による、腸内細菌叢比較ゲノム解析
Gut microbial competitive genome analysis by MAGs
東京工業大学 生命理工学院 生命理工学系

山田研究室

中村 祐哉

研究成果概要次世代シーケンサーの普及から、環境中の微生物群集のゲノムを解析する技術であるメタゲ
ノム解析が発達している。メタゲノム解析では、従来は環境中の細菌の各系統の存在量や遺伝子存在量を計算し解析を行うが、近年では、大きく技術が発達し、メタゲノムデータから、その 環 境 中 に 含 まれ る 細菌 の 個 別 ゲ ノ ム を 再構築 す る こ と が 可 能 にな っ て き た （ MAGs;
Metagenome Assembled Genomes）。この MAGｓは特に、ヒト腸内細菌群集の解析において特に注目されており、2019 年には複数の研究グループによって、公開されているヒト腸内細菌メ
タゲノムデータセットから大規模に MAGs を構築する研究が行われた。そこで本研究では、京都大学科学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、現在時点で報告されているすべての腸内細菌 MAGｓを統合したデータベースを開発し、腸内細菌 MAGｓ間のゲノム比較解析することを目指した。

72

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
規則性合金の触媒作用に関する理論的研究
Theoretical study on catalysis of ordered alloys

京都大学触媒電池元素戦略研究拠点

古川 森也

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所
スーパーコンピュータシステムを利用し、排ガス浄化（NOx 還元）に有効な
Pd 系合金触媒の作用機構について
DFT 計算を利用した詳細な機構解明(b)を行った。PdIn 規則合金は NO+CO 反
応において低温域で高い N2 選択性を示す一方、NO の転化率が低いという問題があった。これに対し我々は、In

図 1．(a) PdIn(120)面上での N2O 分解過程。(b)の一部を Cu で置換した Pd(In0.33Cu0.67)

Pd(In0.33Cu0.67)(120)面上での NO 分解過程。

擬二元系合金を用いることで N2 選択性を低下させることなく、NO 転化率を大幅に向上させることに成功している。本研究においては DFT 計算の結果、以下のことが明らかとなった。PdIn(120)面上の In ステップサイトで N2O分解がほぼバリアレスに進行することが判明し、PdIn は N2O を N2 と O に速やかに分解できる
ことが示された（図 1a）。一方で律速段階である NO 分解の活性化エネルギーは増加し、活性が低下する一方、In を Cu で一部置換することにより、この活性化エネルギーが Pd の場合と同程度までに低減できることが分かった（図 1b）[1]。
またこれ以外にも同反応に有効な Cu5Pd 合金触媒[2]やその他、種々の反応に有効な合金材料（NiCu:アルケンのヒドロホウ素化[3], アルコールのアンモ脱水素[4], NiSi2:芳香族水素化[5], Ru-Ni:グリセロールからのアミノ酸合成 [6]）の反応機構に関する DFT 計算を行い、論文を発表した。
発表論文（謝辞あり）[1] J. Jeon et al., Chem. Sci., 2019, 10, 4148-4162.
[2] F. Xing et al., Chem. Sci., 2019, 10, 8292-8298.
[3] S. Furukawa et al., ACS catal., 2019, 9, 5096–5103.
[4] Y. Wang et al., ACS Catal., 2019, 9, 6681-6691.
[5] W Simanullang et al., Chem. Commun., 2019, 55, 13999-14002.

発表論文（謝辞なし）[6] Y. Wang et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 2289-2293.

73

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
カロテノイドデータベース化学フィンガープリントを用いた
カロテノイド生合成パスウェイの再構築

Pathway reconstruction of carotenoid biosynthesis using Carotenoid DB Chemical Fingerprints
藪崎純子
研究成果概要我々は独自に開発したカロテノイドデータベース化学フィンガープリントを用いて約 573 のカロテノイド第一次生産者生物種における 615 のカロテノイドのパスウェイの再構築を行なった。各生物種で再構築したそれぞれのパスウェイを全て繋げたところ、全体として生物はカロ
テノイドにおいて門のレベルで棲み分けを行なっていることがわかった。パスの浅い部分では下等なバクテリアや古細菌が、パスが進むにつれて高等な生物のカロテノイドが作られる事が分かってきた。バクテリアのフィルミクテス門は最も浅い部分に生息する。彼らは Farnesyl-PP から Prephytoene を経て Staphyloxanthin をはじめとする C30 のカロテノイドの木構造のパスウ
ェイを作っている。次に紅色非硫黄細菌は Neurosporene から 19 の誘導体を作りながら主となるカロテノイド Spheroidenone を作っている。更に紅色硫黄細菌、非硫黄細菌や真菌類はLycopene から 43 にもなる最も大きなカロテノイドの木構造のパスウェイを作って、Rhodopin、
Rhodovibrin、Spirilloxanthin、R.g-Keto 類やその他の誘導体を作っている（図 1 参照）。
Rhodopinal
Rhodopinol

Rhodobacter,sphaeroides,

Dihydroxylycopene
1:Hydroxy:1,2:dihydroneurosporene
Rhodobacter,sphaeroides,
Roseospira,spp.,

3’,4’:DehydrorhodopinDidemethyl:spirilloxanthin

Major(carotenoid(in(Rhodopseudomonas,species,

Major(carotenoid(in(purple(
sulfur(bacteria((
Chroma<um,tepidum,sp.,nov.,

Major(
carotenoid(in(land(plants(and(purple(nonsulfur(
bacteria(
Rhodosprillum,
spp.,

Rhodopin(

Myxobacterium,

Dihydroxylycopene
3,4:Dihydro:(anhydro:(rhodovibrin

Tetrahydro:(
3’,4’:Dihydro:(rhodovibrin spirilloxanthinRhodospirillum,
rubrum,Rubrivivax,sp.,(Purple(nonsulfur(bacteria),
Phillipsia,caminea,(Fungi)(
Lacciinum,spp.,

PhillipsiaxanthinRhodopseudomonas,spp.,

2:Keto:spirilloxanthin(

Major(carotenoid(in(((many(purple(sulfur(bacteria(

Rhodovibrin(

Spirilloxanthin(

OH:
Anhydro:(spirilloxanthin(rhodovibrin
1,2:Dihydroxy:(2:Ketorhodovibrin(
3,4:didehydro:
Boletus,pinophilus,
lycopene(Mushroom)(

Major(carotenoid(in(Rhodospirilloum,species,

Lycopene(

3,4,3’,4’:Tetrahydrorhodopin

1,1’:Dihydroxy:(
3,4:diddehydro:(lycopene

3,4:Dehydrorhodopin

Rhodobacter,capsulatus,

Rhodobacter,sphaeroides,
Pantoea,agglomerans,,
Neurospora,crassa,(Fungi)(

3,4:Dihydro:(spirilloxanthin(

Rhodospirillum,
ruburum,

Monodemethyl(
spirilloxanthin(2,2’:Diketo:spirilloxanthin(

R.g.Keto:II(

Major(carotenoid(in(Rhodopseudomonas,
globiformis,
Rhodospirillum,rubrum,

Rhodobacterioxanthin(
Rhodobacter,capsulatus,

Didemethylspirilloxanthin( Gemma<monas,auran<ca,
Rhodobacter,sphaeroides,
3,4,3’,4’:(Hexahydro:(spirilloxanthinMethoxyspheroidene
Rhodopseudomonas,
sphaeroides,

P(500 Rhodospirillum,rubrum,
1:Methoxy:(
R.g.Keto:IV
3,4:didehydro:( Thiothece,gelan<ca,(and( Chroma<um,sp.,
Rhodopseudomonas,sp.,
lycopen:20:al

Rhodopseudomonas,sp.,

Thiothece:474(
R.g.:Keto(I(
R.g.:Keto(VI(Major(carotenoid(in(Thiocapsa,spp.,

Okenone(Thiothece:484( Thiothece,gelan<ca,
Thiocys<s,gelan<nosa,

R.g.:Keto(III( Rhodopseudomonas,sp.,
R.g.:Keto(IV( Thiothece,gelan<nosa,,and,
Rhodopseudomonas,sp.,
R.g.:Keto(V( Rhodopseudomonas,sp.,
R.g.:Keto(VII(

図 1 紅色細菌のパスウェイ再構築図

74

R.g.Keto:II(((Major(carotenoid(in(Rhodopseudomonas,globiformis,:(phototrophic(purple(non:sulfur(bacteria(

ユーリ古細菌門と放線菌はリコペンから C50 の Bacterioruberin へ至るパスウェイを作っている。
また放線菌はリコペンから C50 の Sarcinaxanthin や Decaprenoxanthin へのパスを作っている。
リコペンから片方にε環を持つδ-カロテン、片方にε環を持ち、片方にはβ環を持つα-カロテンを経て、緑藻類、果物、野菜の主要カロテノイドのルテインを作っている。またルテインからプラ
シノ藻類はメジャーカロテノイドの Prasinoxanthin、Micromonal、Uriolide、Siphonaxanthin を作っている。陸上植物は良く知られたアポカロテノイドのアブシジン酸やストリゴラクトンのような植物ホルモンやβ-シクロシトラールのようなシグナル伝達物質以外にも、Lycopene、β-Carotene、
β-Cryptoxanthin、Zeaxanthin、Antheraxanthin、Violaxanthin、Neoxanthin から 100 以上の多くのアポカロテノイドを作って、シグナル物質やその他の高次の機能を活用していると考えられた。
350"

結果、頂点の数と全次数はべき乗則に従うこ

300"

Number of species

再構築したパスウェイをパスウェイ解析したとがわかった。また全次数と、そのカロテノイ
ドを作る生物種の数とに相関が見られた（図2 参照）。結果、全次数の高いハブとなるカロテノイドを多くの生物種が溜め込んでいるということがわかってきた。ハブとなるカロテノイ
ド は 、 右 表 に あ る よ う に Lycopene 、

β-carotene

250"
200"

Zeaxanthin

150"
Violaxanthin100"β-Cryptoxanthin50"

γ-CaroteneLycopene

0"β-Cryptoxanthin 、 β-Carotene 、 Zeaxanthin 、

0"

5"

10"

15"

20"

25"

30"

35"

Total degreeγ-Carotene、Violaxanthin だった。 これらは

図 2 カロテノイドの全次数と生物種数古くて重要なカロテノイドということになる。

表 ハブカロテノイドと次数75Total-degree

In-degree

Out-degree

Lycopene

29

2

27

β-Cryptoxanthin

23

2

21

β-Carotene

22

1

21

Zeaxanthin

21

1

20

γ-Carotene

20

2

18

Violaxanthin

16

1

15

40"

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
密度汎関数法を用いた NO 還元用代替触媒探索
DFT-based screening of NO reduction catalyst
福岡工業大学工学部生命環境化学科 蒲池高志

研究成果概要
現在ガソリン車の排ガスに含まれる NOx を還元する触媒として Pd、Pt、Rh などのレアメタルが使われている。これらレアメタルに大きく依存しない社会の構築は長期的課題であり、「元素戦略」として様々な取り組みがなされている。本研究では、密度汎関数法を用いた網羅的な計算により、NOx を還元する触媒として最適な２成分合金を探索している。これまでの計算から、
N-O 結合開裂の活性化エネルギーは金属の表面エネルギーと相関していることが明らかとなっている。これまでに、密度汎関数計算に基づいた AFLOW データベースに登録されている337 種類の２成分合金について、最も安定な面の表面エネルギーを京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの CASTEP プログラムを用いて決定した。令和元年度は、各種遷移金属表面上のステップについて、N-O 結合開裂および N2,O2 生成活性化エネルギーや反応熱を計算しており、将来的にインフォマティクスに役立つ相関関係を見出したい。

発表論文（謝辞あり）
1. “Linear Correlations between Adsorption Energies and HOMO Levels for the Adsorption of Small
Molecules on TiO2 Surfaces”
T. Kamachi, T. Tatsumi, T. Toyao, Y. Hinuma, Z. Maeno, S. Takakusagi, S. Furukawa, I. Takigawa, K.
Shimizu, The Journal of Physical Chemistry C, 123, 20988-20997, (2019).

発表論文（謝辞なし）
1. “Auto-Generation of Corrugated Nonpolar Stoichiometric Slab Models”
Y. Hinuma, T. Kamachi, N. Hamamoto, Materials Transactions, 61, 78-87, (2020).
2. “Machine Learning for Catalysis Informatics: Recent Applications and Prospects”
T. Toyao, Z. Maeno, S. Takakusagi, T. Kamachi, I. Takigawa, K. Shimizu, ACS Catalysis 10, 2260-2297,(2020).
Y. Hinuma, T. Toyao, T. Kamachi, Z. Maeno, S. Takakusagi, S. Furukawa, I. Takigawa, K. Shimizu, The
Journal of Physical Chemistry C, 122, 29435-29444, (2018).

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令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
湖沼に生息する細菌・ウイルスのメタゲノム解析
Metagenomics of prokaryotes and viruses in freshwater systems
産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門
生物資源情報基盤研究グループ 岡崎 友輔

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、湖沼に生息する細菌およびウイルスのメタゲノム解析を行っている。全国の大水深淡水湖の湖心で鉛直的に採水して得た細菌・ウイルスサンプルより DNA を抽出、断片化し、ショートリードシーケンサー
でシーケンスした。得られた生リードは、クオリティコントロール(fastp, Trimmomatic, Cutadapt を使用)を行った後、metaSPAdes を用いてアセンブルした。細菌サンプルから得られたコンティグ
は MetaBAT を用いてビニングし、checkM でクオリティチェックを行った後、PhyloPhlAn 及び
GTDB-tk を用いた系統解析を行い、ドラフトゲノムを得た。ウイルスサンプルから得られたコン
ティグは VirSorter によってフィルタリングを行い、さらに環状（＝完全長）にアセンブルされたものを ccfind を用いて決定した。細菌及びウイルスゲノムにコードされている遺伝子を prodigalで予測し、得られたアミノ酸配列は NCBI nr、UniRef および eggNOG データベースに対するホ
モロジー検索、さらに pVOG および pfam データベースに対する hmm による高感度な検索によって機能アノテーションした。先行的に研究を実施している琵琶湖からはこれまでに 57 の細菌のドラフトゲノム、4158 個のウイルスゲノム断片（そのうち 183 本は完全長ゲノム）が得られ、淡水環境に普遍的に生息する細菌系統の高品質(completeness>80%, contamination<10%)な
ゲノムが多数得られた。ウイルスゲノムについては保有遺伝子等に基づくホスト予測を行い、主要な細菌系統に感染するとみられるウイルスを新たに多数特定した。さらに時系列で採集したサンプルのリードをマッピングしカバレッジを計算することで、各細菌・各ウイルスの現存量の変動を推定した。その結果、比較的安定な環境と思われていた深水層でもウイルスは活発にホストの溶菌に寄与していること、表水層では Actinobacteria に感染するウイルスが多様性・現存量ともに高く、生態系内で量的に重要な機能を担っている可能性が示された。これらの研究
成果は今年度論文として発表した。その他の湖のサンプルについても、順次同様の解析を進めているところである。
発表論文（謝辞あり）
Okazaki Y, Nishimura Y, Ogata H, Yoshida T, Nakano S. (2019) Genome-resolved viral andcellular metagenomes revealed potential key virus-host interactions in a deep freshwater lake.
Environmental Microbiology, 21: 4740-4754.

77令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
高次高調波によるアト秒 X 線パルスの増幅
Amplification of X-ray attosecond pulses

Department of Physics, UPC-Polytechnic University of Catalonia, Carles Serrat
In 2019, as a continuation of our research performed in 2018, we have investigated theamplification of attosecond pulses in argon and in helium. The research is based on the singleelectron numerical solution of the time-dependent Schrödinger equation (TDSE) for atomic
processes in intense laser fields. The simulations that we performed in argon confirmed theamplification in the 25 - 50 eV photon energy region observed in the experiments. The simulations
performed with helium as amplifying medium have provided interesting insight in the physicalprocesses involved in the observed amplification around 100 eV far from the ionization thresholdof helium. In particular, from our simulations it can be understood how having He+ ions in excitedstates results in a decisive effect for parametric processes at high photon energies to be efficientin high-harmonic generation with helium. The results from our numerical simulations are
therefore an important step for the understanding and realization of full coherent plasma X-ray
lasers seeded by parametric amplified high-harmonics. An article reporting both theoretical andexperimental results has been submitted to Phys. Rev. A, and an oral presentation on the results
will soon be given at 2020 OSA High-brightness Congress.
発表論文（謝辞あり）
1. C. Serrat, J. Seres, E. Seres and S. Namba, "Extreme-ultraviolet coherent pulse amplificationin argon", Phys. Rev. A 99, 063425 (2019).
2. C. Serrat, J. Seres, E. Seres, T-H. Dinh, N. Hasegawa, M. Nishikino and S. Namba,"Parametric attosecond pulse amplification from high order harmonic generation in He+ far
from the ionization threshold.", Phys. Rev. A Rapid Communication (under review).

(b)
(a)

Figure: (a) Comparison of the measured and the calculated parametric gain together with the harmonic
beam waist. (b) Measured gain dynamics at three harmonic lines: H61, H71 and H77.

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令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
スギゲノムの解読と解析
Genome sequencing and analysis of Japanese Cedar

東京大学大学院 新領域創成科学研究科 メディカル情報生命専攻 笠原研究室 藤野 健

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、スギゲノムの解読と解析に取り組んだ。
スギ花粉症は日本で大きな社会問題となっており、その解決は喫緊の課題である。特に、高度成長期に植えられ、花粉を大量に放出している（伐採にはちょうど適した時期の）スギ人工林を伐採し新たに植林を行う（条件が悪い土地ではあるいは植えない）ことが重要である。しかし、輸入材と比べた場合に日本林業の商業的な採算性は厳しく、特に私有地のスギ人工林の植え替えを促進するには多額の補助金を注ぎ込む必要があり、財政事情が厳しい政府あるいは地方自治体では二の足を踏んでいた。
また、スギ花粉を出さないいわゆる無花粉スギ（雄性不稔スギ）はスギ花粉症への抜本的対策として期待されているが、自然変異体を利用しているため原因遺伝子は不明であり、各地の気候に適し商業的に優れた特性を持つ様々な雄性不稔スギを大量生産することはできない。
これらの課題を解決するための基礎研究として我々はスギゲノム配列を解読している。スギゲ
ノム（約 11Gb）はヒトゲノム（約 3 Gb）の 3.8 倍の大きさを持ち、予備解析の結果、ヒトゲノムより遙かに解読が難しいゲノム構造（極めて頻度の高い反復配列）を持っていることが分かっており、ゲノム解読には予測不能な極めて大きな計算量を必要とする。
このため、スギゲノム概要配列の構築のためスーパーコンピュータを用いてゲノムアセンブリ
プログラムを動かした。wtdbg2 アセンブラを動かすにあたっては、データの前処理方法やソフトウェアに与える最適パラメータが事前に予想できないため、数十パターンにわたる様々な条
件で並列に計算を行った。Flye や Ra といったゲノムアセンブラの利用においては数 TBのメモリで 1–2 か月の間連続して計算を行う必要があった。
また、Oxford Nanopore 社のシークエンサーで得られた信号データから、ゲノムアセンブラの入力となる塩基配列を得るにあたり、GPU ノードを利用し計算の高速化を図った。
スギのゲノムアセンブリは今後も継続し、コンティグ長や精度の向上を目指す予定である。
発表論文（謝辞あり）
該当無し
発表論文（謝辞なし）
該当無し

79

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
タンパク質の電子状態計算
Electronic state calculation of proteins
東京大学 生産技術研究所 機械・生体系部門 平野 敏行

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用して、タンパク質の電子状態計算を行い、計算化学的手法によりタンパク質の物性・反応性を理解することを目的としている。使用するプログラムは自らが開発している量子化学計算プログラム ProteinDF である。ProteinDF は計算領域を分割することなく、金属を含むタンパク質のカノニカル分子軌道計算を達成できる点が特長である。ProteinDF はオブジェクト指向言語 C++で記述され、
MPI/OpenMP によるハイブリッド並列計算を行うことができる。
タンパク質の電子状態計算を達成するためには、高精度な初期値を作成することも重要である。そこで擬カノニカル局在化軌道(QCLO)法を利用した自動計算 Python プログラム
QCLObot を開発している。QCLObot では、YAML フォーマットで用意した計算シナリオに基づき、適宜サブユニットの作成・末端処理を行い、サブユニットの QCLO を作成・再構築して巨大分子の電子状態計算を達成することができる。最近では、PDB から得られたタンパク質構造から、水素付加や構造緩和を行い、量子化学計算に耐えうる分子構造のモデリングを行う機能も追加した。
本年度は、計算環境の準備・構築に加え、相互作用解析ツールの開発およびテスト計算を行った。EDA 法に基づく相互作用エネルギー解析ツールを ProteinDF および QCLObot に実装した。grid-free 法を用いることにより、密度汎関数法における交換相関エネルギー成分を算出できることが特長である。アミノ酸残基や主鎖・側鎖ごとの相互作用エネルギーを算出し、得られた相互作用エネルギーをヒートマップにより可視化するようにした。低分子および小規模タ
ンパク質の電子状態計算を行い、デバッグ・テスト計算を行った。今後、様々なタンパク質の相互作用エネルギー解析計算を行い、有用性を確かめていきたい。

80

令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

アミノアシル tRNA 合成酵素の系統解析で示すミトコンドリアのモザイク起源
Phylogenetic analysis of aminoacyl tRNA synthetases to demonstrate the mosaic origin of
mitochondria
東京大学大学院新領域創成科学研究科メディカル情報生命専攻 岩崎研究室
浜口 悠貴
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、真核生物 81 生
物種のミトコンドリア ARS の推定とアセンブリの評価を試みた。解析の結果、以下の点が示された。
①繊毛虫で推定されるミトコンドリア ARS のレパートリー数が、同じ SAR スーパグループに属するクロメラ類や珪藻類などと比較して減少していた。
②繊毛虫のゲノムアセンブリを BUSCO で評価したところ、最大で 51%程、軒並み 20%以下のCompleteness であった。ゲノムの Completeness が低いために、繊毛虫で推定できるミトコンドリ
ア ARS のレパートリー数が減少している可能性が考えられる。
③海綿動物や刺胞動物、昆虫の ARS のレパートリーの中に真核(細胞質、ミトコンドリア)由来
でない細菌由来の ARS が推定された。各生物種の共生細菌の ARS 遺伝子が水平伝播したか、共生細菌のゲノムがコンタミしていた可能性も考えられる。
発表論文(謝辞あり) なし
発表論文(謝辞なし) なし

81令和元年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
機能性高分子材料の創生
Creation of functional polymeric materials
さん だ関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 三田文雄
研究成果概要Scheme 1 に示す，ジブロモビピリジンと(R,R)-QuinoxP*が配位した 2 価の白金錯体モノマー1 と，1,4-ジエチニルベンゼン
誘導体モノマー2 との薗頭-萩原カップリング重合で得られるポリマー[poly(1-2)]は主鎖の規則正しいねじれに起因する円偏光二色性を示す。本研究では，poly(1-2)の高次構造解析の一環として，京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステム
を利用し，1 の立体配座を Gaussian 16 プログラムを用いて最適化し，単結晶 X 線構造解析により得られた構造と比較した。
1 の DFT 計算（対アニオンは省略）により得られた安定構造
および単結晶 X 線解析により得られた構造を Figure 1 に示す。
いずれにおいても，1 の白金中心と，2 つの窒素原子および 2
つのリン原子からなる面は，平面四角形構造から約 10°ねじれていることが確認された。これは，かさ高い t-ブチル基とメチル基で置換された不斉ホスフィン原子に起因すると考えられ，このねじれが poly(1-2)の主鎖のねじれを誘起していることが示唆された。
Scheme 1. The Sonogashira–Hagihara Coupling Polymerization of 1
with 2.
R

Br

2OTf-

Br

n

N
Pt2+
P
P

R

N

t-Bu
Me

R
Me
t-Bu

N

+

t-Bu

N

R
R=

2OTf-

Pd(PPh3)4
PPh3, CuIn

1n

DMF/Et3N = 2/1(v/v)
80 °C, 24 hunder Ar

N

N

P

Pt2+
P

N

N

Me

Me
t-Bu

O
2

Figure1.
Top:
Possible
conformer of monomer 1, whosegeometry was fully optimized by
the DFT method [B3LYP/6-31G*(C, H, N, P, Br)-LANL2DZ (Pt)],
in which counter anions wereomitted, and hydrogen atoms
were hidden for clarity. Bottom:
ORTEP view of 1 with 50%
probability ellipsoids.

poly(1-2)

発表論文（謝辞あり）
M. Marumoto, T. Sotani, Y. Miyagi, T. Yajima, N. Sano, F. Sanda, Macromolecules in press(https://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00096).

82令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
計算化学を活用した天然物の合成研究
Natural products synthesis utilizing computational chemistry
富山県立大学 工学部生物工学科 生物有機化学講座

占部 大介

研究成果概要本研究では、計算化学を活用した遷移状態探索、分光学的データの予測、網羅的な配座解析を全合成に組み合わせ、複雑天然物の効率的合成、希少天然物の構造決定、構造及び配座活性相関に基づく機能性分子の設計を行うことを目標としている。今年度は、一般性の高い遷移状態探索法の確立に焦点を置き、研究を実施した。
配座が柔軟な分子の化学反応における遷移状態探索は困難であるが、それを可能にする
鍵は、配座異性体の存在を考慮した網羅的な遷移状態の発生と高精度エネルギー計算である。我々は共同研究者らによって行われたプロシアニジン B6 全合成をモチーフとし、ルイス酸
存在化でのカテキン誘導体の 2 量化反応における高い位置および立体選択性発現機構の解析を行った。2 量化反応によって生成する C-C 結合の距離を固定したモデルを設計し、分子力場計算による配座探索と、半経験的軌道法計算および計算を組み合わせた段階的な構造最適化と遷移状態計算を実施した。その結果、364 個の遷移状態を配座異性体として発生させることに成功した。得られた遷移状態の高精度エネルギー計算から、最も安定な遷移状態が実験結果を再現することが分かった。最安定遷移状態はユニークな配座を有していたが、その詳細な構造解析から、CH-π、lone pair-π、π-π などの弱い非共有結合性相互作用が遷移状態を安定化することが分かった。
本研究を行う過程で確立した網羅的な遷移状態探索法は高い一般性を有していると考えており、今後、複雑天然物の合成過程における選択性発現の解析や予測に利用する予定である。
発表論文（謝辞あり）
なし
発表論文（謝辞なし）
1. Fukaya, K.; Saito, A.; Nakajima, N.; Urabe, D. "A Computational Study on the Stereo- andRegioselective Formation of the C4α-C6' Bond of Tethered Catechin Moieties by an
Exhaustive Search of the Transition States," J. Org. Chem., 2019, 84, 2840-2849.
DOI:10.1021/acs.joc.8b03263.
2. Sibero, M. T.; Zhou, T.; Fukaya, K.; Urabe, D.; Radjasa O. K.; Sabdono, A; Triant, A;
Igarashi, Y. "Two new aromatic polyketides from a sponge-derived Fusarium," Beilstein J.
Org. Chem., 2019, 15, 2941-2947.

83令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
液々界面での電子移動反応の研究
Theory of electron transfer at Liquid-liquid interface

東北大学大学院 理学研究科 化学専攻 計算分子科学研究室

平野 智倫

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、分子動力学シミュレーションおよび量子化学計算を行うことで、液々界面における電子移動反応の反応機構を明らかにすることを目標とした。
液々界面における電子移動反応は電極反応や光合成タンパク質中での反応のモデルとして特に重要視されている。しかし液々界面を選択的に観測することのできる実験手法は極めて乏しく、本研究では自由エネルギー計算および量子化学計算の観点から液々界面電子移
動の微視的な描像を得ることを目標とした。
本研究では Marcus 理論に基づいたエネルギー差座標 X を用いることで溶媒和構造を表す
反応座標とした。また、疎水性溶質の界面からの距離 z および溶質間距離 r を用いて溶質配置座標とすることで、3 次元反応座標 (z, r, X) 上の自由エネルギー面を計算することで、フェロセン/フェリシアン化物イオン間での電子移動の反応経路を特定した。
さらにこれらの結果と電気化学実験の測定結果との対応を考察するため、界面に電場が存在する場合の反応経路および活性化障壁の大きさを計算した。これらの結果により、中性の疎水性分子を用いる場合、電荷分離反応の反応速度は電場に依存せず、電荷結合反応の反応速度のみが電場に依存することが明らかになった。このようなふるまいは実験的には既に観測されていたが、微視的な描像としては帰属されていなかった。本研究により、界面電子移
動の反応経路および反応の電場依存性が原子・分子レベルの分解能で初めて明らかとなった。
現在はさらに反応種間の電子的カップリングの量子化学計算を進めており、溶媒和構造やカップリングが界面電子移動に与える影響を、より詳細に明らかにしていく予定である。
発表論文（謝辞あり）"Electron Transfer Mechanism at Oil/Water Interface Revealed by Multidimensional
Free Energy Calculations"
Tomonori Hirano and Akihiro Morita, submitted for publication (2020).

84令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

生態学的ビッグデータを用いた生物多様性の創出・維持機構の研究
A study on the mechanisms of origin and maintenance of biodiversity using ecological big data
琉球大学 理学部 海洋自然科学科生物系
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコ
ンピュータシステムを利用し、大規模に蓄積された木本種の分布データを統合して、東アジア島
嶼部の自然林における木本各種の個体数を網
羅的・広域的に推定した。得られた推定値に基づき、木本種の個体数や多様度指数などの特性を 10km 平方の解像度で評価し、地図化することができた（右図：上から、木本の総個体数、種数、シャノンの多様度指数の推定値を表す）。また、
地理的なスケールで木本各種の個体数を網羅的に評価できたことにより、進化的背景の異なる生物地理区ごとに、木本種の多様化の過程を推測することが可能となった。さらに、推定された各種の個体数と分布面積に基づき、国内レッドリスト（絶滅のおそれのある野生生物の種のリスト）におけるランク付けの妥当性を評価した。
発表論文（謝辞あり）
K. Fukaya, B. Kusumoto, T. Shiono, J. Fujinuma
and Y. Kubota (2020) Integrating multiple sourcesof ecological data to unveil macroscale species
abundance. Nature Communications. (accepted)
発表論文（謝辞なし）
なし

85

久保田 康裕令和 元年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
高分子‐低分子間相互作用の振動スペクトルへの影響

Influence of intermolecular interaction between polymers and low mass compounds onvibrational spectra
大阪大学理学研究科高分子科学専攻

武智 恭世

研究成果概要目的： 本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、水素の二原子分子 H2 が、様々な高分子の近傍に接近したときにどのような配置になる傾向がみられるか、そしてそれが、水素分子の赤外吸収スペクトルにどのように反映されるかについて検討した。
計算： 量子化学計算プログラム（Gaussian 16）を用いて、密度汎関数法を用いた第一原理計算を行った。基底関数は 6-31G (d,p)である。高分子の特定の部分に対応する低分子を選び、その低分子と水素分子の間の相互作用による水素分子の赤外吸収スペクトルの変化を求めた。
結果： 水素分子の基準振動は、水素原子間結合の伸縮振動のみである。孤立した水素分子
では、水素分子は対称心を持つために、この振動は赤外不活性と予測され、計算においても一致した結果が得られる。しかし、様々な有機分子近傍における水素分子の安定配置を求めて、その位置における水素分子の構造とその振動について調べると以下のような変化が現れることが明らかになった。(1)水素分子は、有機分子の特定の官能基に、ある一定の配向で安定化する傾向がある。（2）水素分子の伸縮振動は低波数側へのシフトする。（3）水素分子の伸縮振動が赤外活性となる。（4）接近する官能基の違いに依存して、振動数シフトと赤外強度の大きさは変化する。
振動数と赤外強度の変化は、相手分子の種類によって異なり、今回の計算では単純な飽和炭化水素化合物において最も小さく、極性の大きなカルボニル基やアミド基付近に配置された時に大きくなる傾向がある。しかし無極性分子でも芳香環がある場合には、飽和炭化水素よ
りも、変化量は明らかに増大した。また振動数シフトと赤外吸収強度は相互に関係しており、一般にシフト量が大きくなるにつれて赤外吸収強度が大きくなる傾向が見られた。
水素分子は、いずれの場合においても、一つの水素原子が官能基に対して接近している。
このために水素分子の電子分布が非対称になっている。これが水素分子の振動が赤外活性となる原因であると考えられる。
発表論文（謝辞あり）
なし
発表論文（謝辞なし）
なし

86

令和

元年度

京都大学化学研究所

スーパーコンピュータシステム

利用報告書

ゼロ金利制約のあるDSGEモデルのパラメータ推定
Estimation on DSGE models with the zero lower bounds on nominal interest rates
神戸大学社会システムイノベーションセンター

砂川武貴

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、非線形マ京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、非線形マ利用し、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、非線形マ非線形ママ
クロ金利制約のある経済モデルのベイズ推定を、モデルのパラメーのベイズ推定を、推定を利用し、非線形マ、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、非線形マJulia の自作プログラム（プロ金利制約のあるグラム（MPI.jl を利用し、非線形マ利用）ゼロ金利制約のあるを利用し、非線形マ用いて行っ行っった研究課題（和文）ゼロ金利制約のある。2020 年 1〜2 月の試行の結果、現在のプログラムでは、他大学の同様のスパコンで実の試行っの結果、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、非線形マ現在のプログラムでは、他大学の同様のスパコンで実のプロ金利制約のあるグラムでは、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、非線形マ他大学の同様のスパコンで実のスパコンで実行っした研究課題（和文）ゼロ金利制約のあるときほど実行速度が出ないことがわかった。来年度以降も使用を継続し、上記の実行っ速度が出ないことがわかった。来年度以降も使用を継続し、上記の出ないことがわかった。来年度以降も使用を継続し、上記のないことが出ないことがわかった。来年度以降も使用を継続し、上記のわかった研究課題（和文）ゼロ金利制約のある。来年度以降も使用を継続し、上記のも使用を継続し、上記の使用を利用し、非線形マ継続し、上記のし、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、非線形マ上記の問題を利用し、非線形マ解決した上で研究に用いることを検討している。した研究課題（和文）ゼロ金利制約のある上で研究に記載した研究課題（和文）ゼロ金利制約のある用いることを利用し、非線形マ検討している。して行っいる。

発表論文（謝辞あり）あり）ゼロ金利制約のある発表論文（謝辞あり）なし）ゼロ金利制約のある87

京大化学研究所 - 2019年度 -システム稼働時間
部門別利用状況
バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

システム稼働状況
スーパーコンピュータシステム

日本ヒューレット・パッカード株式会社 福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

システム稼働時間

稼働状況

年間運転時間(h)稼働 保守 運休
システム運転状況
8724.0 60.0
システム稼働率 : 99.3 %(h) (h)システム名
大規模共有メモリサーバ(uv1/uv2/sdf1/sdf2)

CPUクラスタ8782.5 1.5(h) (h)システム稼働率 : 100.0 %

8784
(h)

システム稼働率 : 100 %(システム停止なし)(jp001-jp134/ap001-ap124)

GPUクラスタ(pk01-pk14/apg01-apg18)

計算サーバの月別システム稼働時間
システム名

大規模共有メモリサーバ(uv1/uv2/sdf1/sdf2)

年月 稼働時間(b) 保守時間(c) 故障時間(d) 運転時間(e=b+c+d) 稼働率(b/e)
4月
720:00
720:00100 %
5月
744:00744:00100 %
6月
720:00
720:00100 %
7月
640:0052:00
52:00
744:0086 %
8月
744:00744:00100 %
9月
715:00
5:00
720:0099 %
10月
744:00744:00100 %
11月
720:00
720:00100 %
12月
744:00744:00100 %
1月
744:00744:00100 %
2月
696:00
696:00100 %
3月
741:00
3:00
744:0099 %
計8672:00
55:00
57:00
8784:00
98.7 %
月平均
4月
720:00
720:00100 %
5月
744:00744:00100 %

722:40

CPUクラスタ

4:35

4:45

88

732:0098.7 %

6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
計
月平均
4月
GPUクラスタ5月(pk01-pk14/apg01-apg18)
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
計
月平均
(jp001-jp134/ap001-ap124)

720:00744:00744:00
720:00744:00
720:00744:00744:00
696:00742:308782:30

1:30
1:30

731:520:07

720:00744:00
720:00744:00744:00
720:00744:00
720:00744:00744:00
696:00744:008784:00

732:00

720:00744:00744:00
720:00744:00
720:00744:00744:00
696:00744:008784:00

100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
99 %
100.0 %

720:00744:00
720:00744:00744:00
720:00744:00
720:00744:00744:00
696:00744:008784:00

100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100.0 %

731:59 100.0 %732:00 100.0 %89京大化学研究所 - 2019年度 -システム稼働時間
部門別利用状況
バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

システム稼働状況
スーパーコンピュータシステム

日本ヒューレット・パッカード株式会社 福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

利用者数の月別推移

利用者 計算ノード アプリ

項番
部局名(人) 利用者数 登録者数 (人) 利用者数
(43)
(148)
1 化学研究所(1)(2)
2 エネルギー理工学研究所
3 生存圏研究所(1)
4 防災研究所(96)
5 宇治地区事務部(7)(12)
6 理学研究科・理学部(9)
7 医学研究科・医学部
8 附属病院
9 再生医科学研究所(2)(5)
10 薬学研究科・薬学部
(20)
(48)
11 工学研究科・工学部(5)(5)
12 エネルギー科学研究科(5)(7)
13 農学研究科・農学部
14 総合人間学部(3)(4)
15 人間・環境学研究科
16 経済研究所
17 数理解析研究所
18 情報学研究科
19 生命科学研究科
20 学術情報メディアセンター
21 生態学研究センター(5)(7)
22 高等研究院
23 次世代開拓研究ユニット
24 先端医工学研究ユニット
25 触媒・電池元素戦略ユニット
26 iPS細胞研究所
27 ウイルス研究所(1)(1)
28 福井謙一記念研究センター(3)(3)
29 産官学連携本部
30 学際融合教育研究推進センター
(31)
(33)
31 その他

148
2
1
96
12
9

■(Email利用者) ■(計算ノード利用者)

5
48
5
7
4

7

部局別のCPU使用時間

項番
部局名
1 化学研究所
2 エネルギー理工学研究所
3 生存圏研究所
4 防災研究所
5 宇治地区事務部
6 理学研究科・理学部
7 医学研究科・医学部
8 附属病院
9 再生医科学研究所
10 薬学研究科・薬学部
11 工学研究科・工学部
12 エネルギー科学研究科
13 農学研究科・農学部
14 総合人間学部
15 人間・環境学研究科
16 経済研究所
17 数理解析研究所

1
3
33

共有メモリサーバ

CPUクラスタ

GPUクラスタ

10654日14時間40分 51428日13時間33分 6594日16時間53分

781日11時間50分

ログインノード
6日21時間04分

05時間59分

00時間12分 10300日05時間53分 2906日14時間21分

03時間50分

5533日15時間28分 175314日15時間57分 19008日04時間18分 7日16時間54分
499日02時間36分 8628日14時間46分 5786日08時間56分
05時間56分
83日22時間15分 6708日21時間01分 379日18時間47分 13日04時間52分
564日15時間44分

90

13日08時間07分

00時間06分

18 情報学研究科
19 生命科学研究科
20 学術情報メディアセンター
21 生態学研究センター
22 高等研究院
23 次世代開拓研究ユニット
24 先端医工学研究ユニット
25 触媒・電池元素戦略ユニット
26 iPS細胞研究所
27 ウイルス研究所
28 福井謙一記念研究センター
29 産官学連携本部
30 学際融合教育研究推進センター
9494日15時間55分 169573日07時間08分 12177日02時間12分 210日02時間39分
31 その他91

- 2019年度 システム稼働状況

システム稼働時間
部門別利用状況
バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

スーパーコンピュータシステム
日本ヒューレット・パッカード株式会社 福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

バッチジョブ実行時間 (SGI UV2000 & SGI C2112)

項番
項目
JP1,JP4,JP10,JP20 キュー PK5 キュー UVM1,UV16,UV128 キュー
7448306
644
3001
1 総ジョブ件数
238257日14時間43分 734日10時間10分
31502日13時間11分
2 総CPU時間
0時間46分
1日3時間19分
10日11時間51分
3 平均CPU時間
16日6時間41分
1日23時間03分
35日9時間35分
4 最大CPU時間
0時間10分
6時間22分
19時間39分
5 平均ジョブ実行時間
21時間46分
9時間30分
18時間03分
6 最大ジョブ実行時間
0時間02分
0時間31分
9時間40分
7 平均ジョブ待ち時間
5時間37分
0時間48分
4時間23分
8 最大ジョブ待ち時間(HPE Superdome Flex & HPE Apollo 2000)

バッチジョブ実行時間

項番
項目
QUICKキュー SMALLキュー
APCキューAPGキュー
SDFキュー
1 総ジョブ件数
58183
94330
7145089410
1739
4288日10時間42分 483日12時間30分 191303日18時間08分 7967日00時間24分 15821日17時間33分
2 総CPU時間
00時間02分
00時間06分
06時間15分 21日15時間42分
8日16時間35分
3 平均CPU時間
00時間01分
02時間21分
27日07時間19分
3日23時間26分
32日15時間51分
4 最大CPU時間
00時間03分
00時間01分
00時間47分
1日06時間12分
08時間53分
5 平均ジョブ実行時間
00時間01分
00時間12分
18時間22分
07時間13分
20時間41分
6 最大ジョブ実行時間
07時間14分
00時間00分
00時間49分
06時間14分
00時間20分
7 平均ジョブ待ち時間
07時間20分
00時間23分
08時間56分
02時間40分
01時間37分
8 最大ジョブ待ち時間(件)

バッチジョブ件数

CPU時間

(時間)

月別のCPU使用時間とバッチジョブ件数(2019年度)

月 CPU使用率
CPU時間
バッチジョブ件数
4月
56.5 % 28072日10時間28分
11000765月
47.7 % 25892日05時間48分
9299766月
44.2 % 34742日18時間10分
29473387月
52.5 % 64436日15時間59分
1367718
8月
53.7 % 65600日19時間08分
2242159月
52.0 % 61019日20時間08分
336361
10月
64.1 % 56788日03時間51分
42513411月
62.6 % 52518日13時間23分
12113312月
23.3 % 9265日19時間21分
2880501月
30.7 % 64954日18時間35分
1634932月
45.9 % 89404日09時間46分
1418433月
31.8 % 66553日09時間11分
284809年度計- 619249日19時間54分
8330146
月平均47.1 % 51604日03時間39分
694178■ CPU時間h)92

CPU使用率(%)

京大化学研究所 - 2019年度 システム稼働状況

システム稼働時間
部門別利用状況
バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

スーパーコンピュータシステム
日本ヒューレット・パッカード株式会社 福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

応用ソフトウェア利用時間 (ジョブ件数とCPU時間)
ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間932019年度
WWWサービスの利⽤状況
⽇本ヒューレット・パッカード株式会社⻄川和嗣

更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 00時30分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

9,001

20,876

147,829

573,932

80.26 GB

5⽉

9,322

22,122

156,947

559,524103.86 GB

6⽉

8,523

19,893

138,182

500,372

66.64 GB

7⽉

9,060

20,694

128,275

504,01468.20 GB

8⽉

8,467

19,827

123,740446,706

72.06 GB

9⽉

7,197

17,293110,828434,998

70.04 GB

10⽉

8,004

18,857

131,630

480,24575.09 GB

11⽉

7,743

17,186

107,112444,80769.76 GB

12⽉

6,833

15,163

101,484

426,575

44.15 GB

1⽉

7,539

15,617

107,911

480,652

38.76 GB

2⽉

6,818

14,719100,704

449,39338.87 GB

3⽉

6,584

13,794

108,390436,606

44.52 GB合計

95,091

216,041

1,463,032

5,737,824772.22 GB

国内外の利⽤⽐率（2019年度）

2010年

2011年

2012年

2013年

2014年

2015年

訪問者数の推移 (2010年1⽉より表⽰)

94

2016年

2017年

2018年

2019年

2019年度
ゲノムネットサービス利用統計西川 和嗣(日本ヒューレット・パッカード株式会社)
KEGG 生命システム情報統合データベース
KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) はゲノムや分子レベルの情報から細胞、個体、エコシ
ステムといった生命システムの機能や有用性を理解するためのリソースです。生命システムのコンピュータ表現として、遺伝子やタンパク質（ゲノム情報）と化合物など（ケミカル情報）の分子部品の情報を、分子間の相互作用・反応・関係ネットワーク（システム情報）の知識で統合した生命システム情報統合データベースです。さらに生体システムのゆらぎとして疾患・医薬品情報（ヘルス情報）も統合されています。

カテゴリ

システム情報ゲノム情報

ケミカル情報ヘルス情報

データベースKEGG PATHWAY
KEGG BRITE
KEGG MODULE
KEGG ORTHOLOGYKEGG GENOME
KEGG GENES
KEGG SSDB
KEGG COMPOUND
KEGG GLYCANKEGG REACTION
KEGG RCLASSKEGG ENZYMEKEGG NETWORKKEGG VARIANT
KEGG DISEASE
KEGG DRUG
KEGG DGROUP
KEGG ENVIRON

内 容

KEGG パスウェイマップ
BRITE 機能階層・テーブルKEGG モジュール
機能オーソログ
全ゲノム配列既知の KEGG 生物種
遺伝子・タンパク質
GENES の配列類情報化合物
糖鎖
生体内化学反応反応クラス
酵素
疾患関連のネットワーク要素
ヒト遺伝子バリアント
ヒト疾患
医薬品
医薬品グループ
生薬、天然物など

ゲノムネットデータベースリソース

サービス

KEGG OC
Virus-Host DB
Taxonomy
varDB

内 容

KEGG OC (KEGG Ortholog Cluster) へのインタフェース
ウィルスとその宿主のデータベース
生物種分類の早見表および検索
抗原変異性遺伝子のデータベース

ゲノムネットの計算ツール
ゲノムネットでは以下の３つのカテゴリーで計算サービスを提供しています。配列解析の標準的なプログラム
以外はすべて京都大学化学研究所バイオインフォマティクスセンターで開発されたものです。
配列解析

サービス

BLAST
FASTA
MOTIF
CLUSTALW
MAFFT
PRRN
TREE
ゲノム情報解析サービス

ViPTree内 容
配列類似性検索
配列モチーフ検索
配列のマルチプルアライメントおよび進化系統樹解析

内 容

ウィルスゲノムのproteomic treeを生成
95

KAAS
EGassembler
GENIESDINIES
KofamKOALA
ケミカル情報解析サービス

SIMCOMPSUBCOMP
KCaM
PathComp
PathSearch
PathPred
E-zymeゲノムまたはESTコンティグの自動アノテーションとパスウェイマッピング
大量のESTデータからコンセンサスコンティグ自動生成
カーネル法での多様なオミクスデータ統合による遺伝子ネットワーク予測
医薬品ー標的ネットワーク予測
遺伝子機能予測とKEGGマッピング

内 容

化合物類似構造検索
化合物部分構造検索
糖鎖類似構造検索
化合物間の反応経路計算
類似反応経路検索
分解・合成反応経路予測
化合物間の酵素反応と酵素遺伝子予測

DBGET/LinkDB: ゲノムネット統合データベース検索システム
DBGET は世界中に存在する分子生物学データベースを対象とした統合データベースシステムです。ゲノム
ネットや KEGG のバックボーンシステムとして利用されています。DBGET でサポートする分子生物学データ
は、各データベースのエントリー（ページ）をノード、エントリー間の参照情報をエッジ（リンク）とした膨大なグラフとして表現されます。各データベースエントリーはデータベース名とエントリー名（またはアクセッション番号）のペアで指定され、これは一般には対応するページのURLに変換することができます。このような名前空間を考え、名前同士のつながりを蓄積したのが LinkDB データベースです。
DBGET/LinkDB システムでは多数のデータベースを統合するために、データベース利用条件の違い（ミラーリング可、キーワードインデクシング可、リンクのみ）を考慮して、各データベースを以下の５つのカテゴリーに分類しています。

検索コマンドカテゴリー

備考

bget bfind blink
yes yes yes
ゲノムネットでミラーリング
yes yes yes
no yes yesnono yes 各サイトのサービスを利用
yes no yes

1. KEGGデータベース
2. その他のDBGETデータベース
3. Web上の検索可能データベース
4. Web上のリンクのみのデータベース
5. PubMedデータベース

KEGGデータベース (カテゴリー1)
ゲノムネットが提供するKEGGデータベースは以下の通りで、多くのものは毎日更新されています。

データベース
内 容
brite
機能階層・オントロジー
pathway
パスウェイマップ
moduleKEGGモジュールorthology
オーソログ (KO) グループ
genomeKEGG生物種
mgenome
メタゲノム
genes
高精度ゲノム中の遺伝子カタログ
mgenes
メタゲノム中の遺伝子カタログ
compound化合物
glycan糖鎖
reaction
化学反応
rclass
反応クラス
enzyme酵素分類
network
疾患関連のネットワーク要素
variant
ヒト遺伝子バリアント
disease
ヒト疾患
96

備考

KEGG BRITE

KEGG PATHWAY
KEGG ORTHOLOGYKEGG GENOME
KEGG GENES
KEGG COMPOUND
KEGG GLYCANKEGG REACTION
KEGG NETWORKKEGG VARIANT
KEGG DISEASE

drug
医薬品
dgroup医薬品グループ
environ
生薬・天然物、環境物質、ほか
expression マイクロアレイ遺伝子発現プロフィール
その他のDBGETデータベース (カテゴリー2)

KEGG DRUG
KEGG ENVIRON
著者による登録

ゲノムネットがミラーリングしているデータベースは以下の通りです。

データベース内 容
元サイト
refnuc
核酸塩基配列refseq refpep タンパク質アミノ酸配列
NCBI
uniprot swissprot
ExPASy / EBI
trembl タンパク質アミノ酸配列
rg001 海洋微生物メタゲノムのリファレンス遺伝子セット（OM-RGC） EMBL
refgene rg002 ヒト腸内細菌メタゲノムのリファレンス遺伝子セット（IGC） BGI/EMBL
rg003 海洋微生物メタゲノムのリファレンス遺伝子セット（MATOU） Tara Oceans
egenes
ESTコンティグとしての遺伝子カタログ
京都大学
egenome
ESTコンティグのデータセット
京都大学
pdb
タンパク質立体構造
RCSB
pdbstr
PDBアミノ酸配列
京都大学
epd
真核生物プロモーター
ISREC
prositeExPASymotifdic pfam タンパク質配列モチーフ
Sangerncbi-cdd
NCBI
pmd
変異タンパク質
国立遺伝学研究所
aaindex
アミノ酸指標京都大学
carbbank
糖鎖構造 (更新なし)
帝京大学/ジョージア大学
prosdoc
PROSITE文献ExPASyWeb上の検索可能データベース (カテゴリー3)
ゲノムネットでキーワード検索のみできるデータベースは以下の通りです。

データベース
genbank
insdc ddbj
embl
ncbi-gene
unigeneensemblhgnc
brc-dna
brc-epdgointerproomim
pubchemchebi
pdb-ccd
lipidmaps
lipidbankknapsack
hmdb

内 容
核酸塩基配列Entrez 遺伝子データベース
UniGene 遺伝子データベース
真核ゲノムアノテーション
ヒト遺伝子名
ヒト完全長cDNAクローン
植物の完全長cDNAクローン
遺伝子オントロジー
タンパク質ファミリー・ドメイン
遺伝病
PubChem 化合物データベース
ChEBI 化合物データベース
PDB リガンド辞書
脂質代謝
脂質
植物二次代謝産物
ヒトメタボローム
97

元サイト

NCBI
国立遺伝学研究所
EBI
NCBI
NCBI
Ensembl
HGNC
理研BRC
理研BRC
GO
EBI
NCBI
NCBI
EBI
PDB
LIPIDMAPS
LipidBank
KNApSAcK
HMDB

3dmet
天然化合物の立体構造
drugbank
医薬品とターゲット
ligandbox
医薬品の立体構造
sider
医薬品の副作用
LinkDB検索のみ可能なデータベース (カテゴリー4)

3DMET
DrugBank
LigandBox
SIDER

LinkDBで検索可能なデータベースは以下のとおりです。
https://www.genome.jp/linkdb/link_only.html

PubMedデータベース (カテゴリー5)
データベース内 容
pubmed
医学・生化学文献データベース

98

元サイト

NCBI

⽉別のWWWサービス利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 23時14分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

3,209,483

6,685,675

38,726,659

88,766,902

2104.73 GB

5⽉

2,979,313

6,040,170

40,073,608

90,749,112

2419.44 GB

6⽉

2,338,265

4,579,563

22,181,021

61,721,954

1807.16 GB

7⽉

2,290,268

4,524,652

36,373,088

76,364,563

2360.04 GB

8⽉

2,182,091

4,177,686

23,097,632

58,039,600

1687.65 GB

9⽉

2,309,114

4,619,498

14,769,189

52,893,969

1718.24 GB

10⽉

2,897,094

6,029,239

19,728,121

69,077,158

2072.97 GB

11⽉

2,849,100

5,769,476

26,592,478

74,953,813

2375.18 GB

12⽉

3,112,483

6,106,716

22,190,898

69,363,816

1939.30 GB

1⽉

4,930,950

12,793,332

45,510,020

96,378,907

2873.29 GB

2⽉

3,867,479

9,125,911

23,961,005

72,819,343

2235.95 GB

3⽉

3,207,845

6,245,661

21,540,888

67,848,600

1852.38 GB

合計

36,173,485

76,697,579

334,744,607

878,977,737

25446.31 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

99

⽉別のKEGG利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 16時28分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

3,005,631

6,245,848

29,571,833

66,043,6101175.05 GB

5⽉

2,779,747

5,596,714

20,147,535

55,201,767

1045.73 GB

6⽉

2,176,696

4,220,804

14,474,365

42,044,069

992.27 GB

7⽉

2,128,239

4,156,805

15,132,813

42,357,206

1031.68 GB

8⽉

2,020,269

3,797,675

10,317,843

34,346,396

736.17 GB

9⽉

2,145,373

4,139,872

10,548,004

36,864,695

825.82 GB

10⽉

2,706,022

5,616,221

14,671,228

49,355,419

1014.80 GB

11⽉

2,636,161

5,318,607

14,555,352

48,289,289

1062.63 GB

12⽉

2,888,373

5,625,695

15,838,805

50,594,355

1018.14 GB

1⽉

4,653,620

11,949,019

33,902,896

71,179,968

1602.42 GB

2⽉

3,557,877

8,124,907

16,485,221

52,181,758

1135.23 GB

3⽉

3,003,895

5,819,017

15,794,342

54,036,135

1050.78 GB

合計

33,701,903

70,611,184

211,440,237

602,494,667

12690.72 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）
4,653,620

2014年

2015年

2016年

2017年

訪問者数の推移 (2014年1⽉より表⽰)

100

2018年

2019年

⽉別のMEDICUS利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 18時56分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

2,795,328

5,650,251

9,306,076

38,548,005

457.52 GB

5⽉

2,671,089

5,340,873

8,624,070

36,343,324

431.83 GB

6⽉

2,088,766

4,027,767

6,627,807

27,310,223

324.86 GB

7⽉

2,033,858

3,936,848

6,437,789

26,698,063

315.58 GB

8⽉

1,917,857

3,514,259

5,730,962

23,631,444

273.87 GB

9⽉

2,046,001

3,792,448

6,213,180

25,726,036

301.18 GB

10⽉

2,597,560

5,160,300

8,480,449

35,530,755

419.85 GB

11⽉

2,526,561

4,942,860

8,621,941

34,671,212

415.29 GB

12⽉

2,478,820

4,772,970

7,656,415

33,851,384

400.79 GB

1⽉

2,463,222

4,764,327

7,657,209

35,239,808

417.44 GB

2⽉

2,644,638

5,004,927

7,883,685

36,519,327

424.96 GB

3⽉

2,842,513

5,388,719

8,654,018

40,153,068

466.78 GB

合計

29,106,213

56,296,549

91,893,601

394,222,649

4649.96 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）
2,842,513

2014年

2015年

2016年

2017年

訪問者数の推移 (2014年1⽉より表⽰)

101

2018年

2019年

⽉別のお薬⼿帳利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時13分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

3,782

4,973

52,98969,204348.91 MB

5⽉

4,226

5,543

61,15079,287411.86 MB

6⽉

3,068

4,169

53,68066,959336.81 MB

7⽉

3,485

4,717

49,767

77,234466.32 MB

8⽉

3,598

4,584

37,442

57,827351.98 MB

9⽉

3,795

4,727

39,07752,211295.42 MB

10⽉

4,965

6,096

44,946

57,137282.43 MB

11⽉

4,917

6,002

43,02353,082257.39 MB

12⽉

4,150

5,104

36,506

46,238231.39 MB

1⽉

4,091

5,173

46,38355,900265.38 MB

2⽉

4,242

5,290

41,39252,069256.65 MB

3⽉

3,899

4,940

38,03747,027

222.72 MB

合計

48,21861,318544,392

714,175

3.64 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）
4,965

2014年

2015年

2016年

2017年

訪問者数の推移 (2014年4⽉より表⽰)

102

2018年

2019年

⽉別のKEGG API利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉24⽇ 04時23分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

14,56940,08942,493,452

42,494,204447.89 GB

5⽉

14,45639,98529,366,408

29,367,089

399.31 GB

6⽉

13,28337,131

31,913,310

31,914,038

326.03 GB

7⽉

14,15541,702

28,125,904

28,126,727

388.45 GB

8⽉

14,21340,27327,422,218

27,423,034

493.30 GB

9⽉

14,64340,86450,285,567

50,286,328

406.83 GB

10⽉

18,32853,112

49,150,156

49,150,786

558.21 GB

11⽉

18,62551,806

57,104,657

57,105,361

530.18 GB

12⽉

64,066

103,355

66,232,042

66,232,661

474.61 GB

1⽉

16,35642,972

61,747,594

61,748,336

591.77 GB

2⽉

19,00145,30345,844,919

45,845,288

534.62 GB

3⽉

23,58556,65598,260,358

98,261,080

852.67 GB

合計

245,280593,247

587,946,585

587,954,932

6003.86 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）
64,066

2014年

2015年

2016年

2017年

訪問者数の推移 (2014年1⽉より表⽰)

103

2018年

2019年

⽉別のKEGGを除くサービス利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時45分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

72,090138,506

1,055,578

2,212,368

107.54 GB

5⽉

68,391

144,949

1,208,545

2,340,826

85.37 GB6⽉

55,690106,389

789,144

1,708,367

59.76 GB7⽉

57,146

149,399

1,301,647

2,320,580

149.98 GB

8⽉

57,159122,389

1,161,056

2,089,824

59.70 GB9⽉

61,398

197,0121,134,731

2,131,715

42.97 GB

10⽉

70,343

179,819

1,300,161

2,465,976

82.09 GB11⽉

75,019199,383

1,566,624

2,835,008

104.16 GB

12⽉

80,031

163,482

1,188,946

2,303,252

68.97 GB1⽉

189,470

425,481

1,638,156

2,980,830

114.99 GB

2⽉

118,061

283,550

1,546,270

2,796,473

95.04 GB3⽉

80,259196,364

1,406,677

2,765,330

89.46 GB合計

985,057

2,306,723

15,297,535

28,950,549

1060.01 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）
189,470

2016年

2017年

2018年

訪問者数の推移 (2016年4⽉より表⽰)

104

2019年

⽉別のLinkDB利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 16時59分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

15,27022,23689,374

122,935

33.51 GB5⽉

14,28520,948116,195

147,336

41.23 GB6⽉

12,274

17,926

169,959

196,932

30.06 GB7⽉

12,24018,40280,229108,24438.60 GB8⽉

11,265

16,970105,466

130,361

38.54 GB9⽉

12,755

19,051

77,955

105,752

26.14 GB10⽉

14,742

22,666

83,900116,648

39.16 GB11⽉

14,88922,174

128,472

161,018

72.53 GB12⽉

13,47021,270123,802152,349

57.93 GB

1⽉

13,111

22,68583,097111,31560.80 GB2⽉

13,93922,353

145,105

175,079

67.55 GB3⽉

15,912

23,048108,864

141,51539.08 GB合計

164,152

249,729

1,312,418

1,669,484

545.12 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

105

⽉別のMGENES利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時05分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

1,650

2,895

23,17432,660898.26 MB

5⽉

1,597

3,449

6,259

14,226581.95 MB

6⽉

1,167

1,855

5,803

13,732587.24 MB

7⽉

1,578

4,067

8,217

15,338549.85 MB

8⽉

1,365

2,218

3,907

12,198588.49 MB

9⽉

1,079

1,547

6,596

13,512541.20 MB

10⽉

1,451

2,010

19,71428,055762.55 MB

11⽉

1,374

2,038

3,746

11,370467.34 MB

12⽉

1,388

2,340

11,482

18,793755.85 MB

1⽉

1,836

2,968

8,091

15,185684.73 MB

2⽉

1,489

2,811

5,453

13,272779.11 MB

3⽉

1,376

2,283

4,718

13,940795.02 MB

合計

17,35030,481

107,160

202,281

7.80 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

106

⽉別のOC利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時09分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

1,015

3,170

4,658

7,135

60.64 GB

5⽉

739

6,728

10,417

12,15029.10 GB

6⽉

331

524

1,208

2,868

13.32 GB7⽉

741

11,414

16,902

18,90844.53 GB

8⽉

850

4,703

7,403

9,699

13.78 GB

9⽉

2,436

4,530

5,385

7,525

4.46 GB

10⽉

1,142

1,452

2,357

4,638

34.11 GB

11⽉

570

1,298

3,247

5,273

15.70 GB

12⽉

374

685

1,242

2,754

5.21 GB

1⽉

1,178

4,217

11,24812,98442.37 GB

2⽉

1,094

6,513

19,59921,332

18.13 GB

3⽉

355

734

1,832

3,726

20.60 GB合計

10,82545,96885,498108,992301.94 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

107

⽉別のVirus-Host DB利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時22分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

10,333

17,70078,306200,365

3.74 GB

5⽉

9,227

23,891

46,996

165,429

3.48 GB

6⽉

5,962

8,249

16,513

91,9462.30 GB

7⽉

7,163

19,90240,289130,071

3.08 GB8⽉

10,311

15,308

66,103150,160

3.01 GB

9⽉

7,748

10,28921,404

111,901

2.79 GB

10⽉

6,898

16,63331,179110,706

2.59 GB

11⽉

6,440

8,912

22,04894,7682.29 GB

12⽉

5,811

7,942

15,40180,3472.07 GB

1⽉

10,754

14,90031,916

120,906

2.88 GB

2⽉

10,902

15,76444,540152,227

3.40 GB3⽉

12,534

16,79633,356

168,192

6.00 GB

合計

104,083

176,286

448,051

1,577,018

37.64 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）
12,984

2016年

2017年

2018年

2019年

訪問者数の推移 (2016年8⽉より表⽰)108

⽉別のTaxonomy利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時20分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

1,440

5,830

14,46025,1903.74 GB5⽉

1,303

12,312

28,81938,6591.15 GB

6⽉

993

1,204

1,829

10,0643.96 GB

7⽉

1,279

11,984

15,29823,477322.38 MB

8⽉

1,403

3,135

3,938

11,7605.09 GB

9⽉

952

1,184

1,818

11,1262.28 GB

10⽉

1,089

1,376

2,307

14,1974.02 GB

11⽉

1,234

1,832

2,733

12,217714.79 MB

12⽉

999

1,248

1,910

11,159153.93 MB

1⽉

1,340

3,078

7,154

16,147412.11 MB

2⽉

1,427

3,725

5,040

14,7602.16 GB

3⽉

969

1,256

3,342

20,499540.95 MB

合計

14,428

48,164

88,648209,255

24.50 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）
1,724

2017年

2018年

2019年

訪問者数の推移 (2017年1⽉より表⽰)109

⽉別のReaction Ontology利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時15分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

1,630

2,157

6,943

23,185335.54 MB

5⽉

1,858

2,951

8,188

24,890333.48 MB

6⽉

1,238

1,708

6,049

17,569244.35 MB

7⽉

1,561

2,430

7,327

19,640262.16 MB

8⽉

1,273

1,671

4,706

14,495219.16 MB

9⽉

1,686

2,149

5,758

21,267312.29 MB

10⽉

1,646

2,137

7,003

26,833370.25 MB

11⽉

1,514

1,929

5,925

27,408345.90 MB

12⽉

1,333

1,647

5,672

23,493332.98 MB

1⽉

1,779

2,233

6,850

25,985

334.65 MB

2⽉

1,514

1,988

5,341

19,416250.16 MB

3⽉

1,470

1,881

5,531

35,420268.71 MB

合計

18,502

24,88175,293

279,601

3.53 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

110

⽉別のSequence Analysis利⽤状況（2019年度）(BLAST / FASTA / MOTIF/ MAFFT / CLUSTALW / PRRN / TREE)
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時19分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

31,921

65,360510,098

990,21731.78 GB5⽉

29,227

71,377573,798

1,025,663

41.15 GB6⽉

24,29048,903384,858

778,13124.90 GB

7⽉

25,182

92,638808,540

1,251,553

46.29 GB8⽉

23,90559,940752,941

1,158,317

29.23 GB9⽉

27,855133,566

790,228

1,226,799

19.27 GB10⽉

33,751102,071915,239

1,464,856

25.49 GB11⽉

33,543

126,700

1,160,289

1,690,371

38.72 GB12⽉

44,572

97,276853,292

1,346,474

34.75 GB

1⽉

146,131

332,568

1,221,616

1,699,199

46.24 GB2⽉

75,175

186,089

1,049,078

1,544,688

40.27 GB3⽉

34,028107,874

998,022

1,499,450

37.30 GB合計

529,580

1,424,362

10,017,999

15,675,718

415.38 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

⽉別のサービス訪問者数⽐較（2019年度）
⽉

BLAST

FASTA

MOTIF

MAFFT

CLUSTALW

PRRN

TREE

4⽉

5,525

1,162

3,603

851

23,453

516

737

5⽉

5,133

1,113

3,817

706

21,492

396

594

6⽉

4,724

972

2,921

695

17,697

357

718

7⽉

5,698

1,040

3,228

662

17,578

361

2,486

8⽉

6,440

836

2,849

567

15,592

323

2,531

9⽉

7,484

916

3,207

628

18,070

382

3,216

10⽉

8,140

1,099

3,530

944

23,028

519

4,488

11⽉

8,471

1,030

3,626

870

22,563

495

4,389

12⽉

22,370

1,073

3,207

709

19,780

405

4,045

1⽉

125,320

1,048

3,172

693

18,922

404

3,734

2⽉

52,845

1,010

3,140

666

20,062

430

3,629

3⽉

8,682

1,201

3,575

805

22,264

456

4,279

合計

260,832

12,50039,875

8,796

240,501

5,044

34,846111

⽉別のBLAST利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時19分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

5,525

14,446

113,404

144,436

5.59 GB5⽉

5,133

23,283

205,785

235,562

7.49 GB

6⽉

4,724

8,297

52,61686,9034.75 GB

7⽉

5,698

50,249257,631

290,494

8.81 GB

8⽉

6,440

23,10987,746

111,845

4.63 GB

9⽉

7,484

92,147

171,119

198,883

5.83 GB

10⽉

8,140

52,167

120,958

150,263

6.23 GB

11⽉

8,471

77,121

162,570

193,920

6.29 GB

12⽉

22,37053,182

106,173

133,859

5.06 GB

1⽉

125,320

288,913427,211454,996

11.67 GB2⽉

52,845

142,538

290,305

315,749

7.47 GB

3⽉

8,682

60,885

121,351

148,471

5.14 GB合計

260,832

886,337

2,116,869

2,465,381

78.97 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

112

⽉別のFASTA利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時48分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

1,162

1,532

3,373

6,285

140.01 MB

5⽉

1,113

1,551

3,530

6,454

212.31 MB

6⽉

972

1,379

3,063

5,608

168.15 MB

7⽉

1,040

1,473

3,311

6,179

149.23 MB

8⽉

836

1,195

2,231

4,245

330.86 MB

9⽉

916

1,440

2,823

5,256

136.14 MB

10⽉

1,099

1,631

3,025

6,132

127.09 MB

11⽉

1,030

1,577

3,249

6,404

114.41 MB

12⽉

1,073

1,644

3,257

6,406

120.39 MB

1⽉

1,048

1,750

3,976

7,195

178.44 MB

2⽉

1,010

1,638

3,841

6,765

153.62 MB

3⽉

1,201

1,960

4,282

7,562

150.22 MB

合計

12,50018,77039,961

74,4911.93 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

113

⽉別のMOTIF利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時07分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

3,603

5,413

21,42928,6171.07 GB

5⽉

3,817

5,756

23,04730,381884.71 MB

6⽉

2,921

4,410

19,282

24,8224.64 GB

7⽉

3,228

4,872

19,771

25,98922.17 GB

8⽉

2,849

4,465

19,15024,751

1.27 GB

9⽉

3,207

4,824

24,872

31,405739.00 MB

10⽉

3,530

5,268

24,482

32,035

1.19 GB

11⽉

3,626

5,531

26,34433,728936.42 MB

12⽉

3,207

5,094

21,216

27,5391.35 GB

1⽉

3,172

5,037

24,25230,556868.28 MB

2⽉

3,140

4,713

23,08029,272

1.47 GB

3⽉

3,575

5,481

24,43731,4241.02 GB

合計

39,87560,864

271,362

350,51937.54 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

114

⽉別のMAFFT利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 17時01分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

851

1,028

4,797

10,03349.73 MB

5⽉

706

813

2,847

6,433

38.16 MB

6⽉

695

921

3,660

7,729

85.37 MB

7⽉

662

822

3,470

7,642

52.93 MB

8⽉

567

708

2,503

5,432

51.71 MB

9⽉

628

796

3,162

6,918

46.68 MB

10⽉

944

1,195

5,877

12,17188.28 MB

11⽉

870

1,084

6,283

13,717102.25 MB

12⽉

709

923

3,257

7,039

57.29 MB

1⽉

693

862

2,952

6,564

84.96 MB

2⽉

666

817

3,124

7,055

58.24 MB

3⽉

805

988

3,759

8,159

121.72 MB

合計

8,796

10,95745,691

98,892

837.31 MB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

115

⽉別のCLUSTALW利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時35分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

23,45344,386

320,511735,947

7.49 GB5⽉

21,49241,809299,315

692,399

8.01 GB6⽉

17,69735,878251,444580,277

6.78 GB7⽉

17,57837,487

252,165

586,878

6.73 GB8⽉

15,592

32,106215,967

515,367

5.66 GB

9⽉

18,07035,963

239,628

558,792

5.42 GB

10⽉

23,02843,908311,096

702,576

7.36 GB

11⽉

22,563

43,215

302,779

685,438

8.33 GB

12⽉

19,78038,151

275,509623,300

12.46 GB

1⽉

18,922

38,217

254,983

592,266

12.60 GB

2⽉

20,06238,306

252,358

605,256

13.30 GB3⽉

22,26440,592

266,538

616,70214.32 GB合計

240,501

470,018

3,242,293

7,495,198

108.46 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

116

⽉別のPRRN利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時14分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

516

582

2,036

3,604

19.22 MB

5⽉

396

454

1,061

2,069

8.90 MB

6⽉

357

409

1,012

1,947

10.20 MB

7⽉

361

408

898

1,711

8.66 MB

8⽉

323

369

1,004

1,884

12.24 MB

9⽉

382

464

2,494

3,696

13.58 MB

10⽉

519

601

1,966

3,689

15.42 MB

11⽉

495

541

1,718

3,326

16.42 MB

12⽉

405

438

1,012

1,999

7.90 MB

1⽉

404

445

1,173

2,314

19.50 MB

2⽉

430

478

1,405

2,767

15.22 MB

3⽉

456

519

1,473

2,779

18.50 MB

合計

5,044

5,708

17,252

31,785165.75 MB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

117

⽉別のTREE利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時39分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

737

997

43,284

52,680245.54 MB

5⽉

594

842

35,74942,342

193.52 MB

6⽉

718

1,058

53,93764,426228.24 MB

7⽉

2,486

3,596

276,087

330,786

967.53 MB

8⽉

2,531

3,823

432,509497,037

1.25 GB

9⽉

3,216

4,666

355,117423,767

1.05 GB

10⽉

4,488

6,316

461,703563,805

1.20 GB

11⽉

4,389

6,360

670,193759,632

1.40 GB

12⽉

4,045

5,767

453,880

550,464

1.25 GB

1⽉

3,734

5,578

518,617608,609

1.19 GB

2⽉

3,629

5,254

485,775

582,072

1.45 GB

3⽉

4,279

6,005

587,797

689,560

1.33 GB

合計

34,84650,262

4,374,648

5,165,180

11.72 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

118

⽉別のGenome Analysis利⽤状況（2019年度）(ViPTree / KAAS / KofamKOALA / EGassembler / GENIES / DINIES)
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時55分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

5,960

10,891

71,780

153,961

10.10 GB

5⽉

5,625

10,50979,267

184,818

8.77 GB

6⽉

4,414

7,825

56,365

124,474

7.92 GB

7⽉

5,160

9,385

63,873

149,594

7.43 GB

8⽉

4,913

8,684

76,590

193,556

6.97 GB

9⽉

4,548

7,895

59,979133,293

10.56 GB

10⽉

4,938

8,641

67,519170,662

13.03 GB

11⽉

5,290

9,606

74,233

173,786

8.84 GB

12⽉

5,401

9,789

70,636

147,797

10.97 GB

1⽉

5,017

8,995

70,200166,043

10.71 GB

2⽉

5,003

8,783

74,424

180,42213.73 GB

3⽉

5,944

10,26376,392

157,045

14.71 GB合計

62,213111,266

841,258

1,935,451

123.76 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

⽉別のサービス訪問者数⽐較（2019年度）
⽉

ViPTree

KAAS

KofamKOALA

EGassembler

GENIESDINIES

4⽉

378

3,735

1,328

761

182

282

5⽉

331

3,916

973

628

152

334

6⽉

272

3,036

745

608

144

144

7⽉

512

3,541

781

601

153

294

8⽉

398

3,486

696

560

138

145

9⽉

213

3,212

744

588

144

143

10⽉

300

3,431

787

679

163

184

11⽉

325

3,568

926

764

167

157

12⽉

310

3,539

994

864

148

184

1⽉

618

3,041

817

819

147

194

2⽉

473

2,976

992

792

136

182

3⽉

410

3,774

1,101

943

163

216

合計

4,540

41,255

10,884

8,607

1,837

2,459

119

⽉別のVipTree利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 19時24分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

378

553

9,834

35,486825.45 MB

5⽉

331

505

10,93837,892910.10 MB

6⽉

272

427

8,431

32,040742.58 MB

7⽉

512

782

14,06647,824616.87 MB

8⽉

398

644

26,84698,458616.26 MB

9⽉

213

323

11,521

39,571530.44 MB

10⽉

300

445

14,73970,915654.55 MB

11⽉

325

532

14,94658,947593.37 MB

12⽉

310

485

9,361

33,568602.31 MB

1⽉

618

954

16,74963,348846.36 MB

2⽉

473

699

23,15277,823

1.12 GB

3⽉

410

625

8,195

29,141861.95 MB

合計

4,540

6,974

168,778625,0138.73 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

120

⽉別のKAAS利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時57分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

3,735

7,388

48,85583,8455.20 GB

5⽉

3,916

7,634

56,507

112,665

4.72 GB

6⽉

3,036

5,695

37,73565,7743.71 GB

7⽉

3,541

6,705

40,77677,3594.34 GB

8⽉

3,486

6,475

41,38373,4554.64 GB

9⽉

3,212

5,892

39,42168,806

4.84 GB

10⽉

3,431

6,328

41,756

72,622

7.25 GB

11⽉

3,568

6,769

45,84480,2486.09 GB

12⽉

3,539

6,762

48,153

79,9695.94 GB

1⽉

3,041

5,698

41,931

70,1444.27 GB

2⽉

2,976

5,442

36,97064,4494.83 GB

3⽉

3,774

6,566

53,17087,2257.65 GB

合計

41,25577,354

532,501

936,561

63.49 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

121

⽉別のKofamKOALA利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 16時55分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

1,328

1,844

5,194

19,437967.74 MB

5⽉

973

1,375

5,787

22,4831.64 GB

6⽉

745

1,040

4,007

15,2541.07 GB

7⽉

781

1,116

4,195

15,139986.69 MB

8⽉

696

979

3,450

13,003782.31 MB

9⽉

744

1,033

3,675

14,3501.44 GB

10⽉

787

1,143

5,233

15,7612.68 GB

11⽉

926

1,421

5,341

20,212

1.16 GB

12⽉

994

1,533

5,621

20,2471.43 GB

1⽉

817

1,335

5,735

20,6692.01 GB

2⽉

992

1,612

6,210

22,9961.60 GB

3⽉

1,101

1,963

6,747

24,775

1.66 GB合計

10,884

16,394

61,195

224,326

17.37 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

122

⽉別のEGassembler利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時37分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

761

1,038

5,884

11,3562.81 GB

5⽉

628

824

4,162

8,289

1.30 GB

6⽉

608

831

4,574

8,614

2.24 GB

7⽉

601

775

3,151

6,397

1.37 GB

8⽉

560

786

3,198

5,963

860.46 MB

9⽉

588

911

3,507

7,437

3.57 GB

10⽉

679

974

3,750

8,185

2.26 GB

11⽉

764

1,068

6,471

11,543880.39 MB

12⽉

864

1,141

5,463

10,7392.90 GB

1⽉

819

1,091

3,769

8,745

3.46 GB

2⽉

792

1,067

4,730

10,4636.01 GB

3⽉

943

1,272

5,807

11,6844.30 GB

合計

8,607

11,77854,466

109,415

31.91 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

123

⽉別のGENIES利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時56分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

182

350

799

1,401

80.29 MB

5⽉

152

314

642

1,124

63.02 MB

6⽉

144

343

775

1,164

49.00 MB

7⽉

153

324

704

1,089

44.92 MB

8⽉

138

362

935

1,324

66.44 MB

9⽉

144

408

683

1,064

46.46 MB

10⽉

163

416

1,051

1,379

31.29 MB

11⽉

167

374

702

1,151

54.91 MB

12⽉

148

309

556

906

38.92 MB

1⽉

147

320

630

990

47.58 MB

2⽉

136

261

662

1,120

44.10 MB

3⽉

163

350

773

1,248

55.02 MB

合計

1,837

4,131

8,912

13,960621.94 MB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

124

⽉別のDINIES利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時36分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

282

395

1,140

2,362

263.59 MB

5⽉

334

487

1,162

2,296

168.26 MB

6⽉

144

250

773

1,558

129.22 MB

7⽉

294

424

940

1,745

112.94 MB

8⽉

145

284

683

1,258

62.68 MB

9⽉

143

313

1,121

2,014

142.34 MB

10⽉

184

367

895

1,705

173.35 MB

11⽉

157

264

854

1,610

99.26 MB

12⽉

184

329

1,394

2,280

80.96 MB

1⽉

194

346

1,280

2,041

99.72 MB

2⽉

182

294

2,612

3,483

131.44 MB

3⽉

216

386

1,595

2,867

210.52 MB

合計

2,459

4,139

14,44925,2191.64 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

125

⽉別のChemical Analysis利⽤状況（2019年度）(SIMCOMP / SUBCOMP / KCaM / PathComp / PathSearch / PathPred / Ezyme)
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時26分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

2,171

7,387

29,17438,514545.47 MB

5⽉

2,130

15,67043,55351,729683.21 MB

6⽉

1,547

2,478

12,23539,185439.64 MB

7⽉

2,136

22,15543,971

54,252955.44 MB

8⽉

2,322

7,832

18,35431,927609.34 MB

9⽉

1,889

2,658

7,861

15,541333.75 MB

10⽉

1,957

2,641

8,487

18,313627.72 MB

11⽉

2,349

3,748

11,016

20,527634.87 MB

12⽉

1,853

2,716

6,705

12,008332.42 MB

1⽉

3,269

5,679

19,494

24,345337.50 MB

2⽉

2,318

5,159

16,041

22,862407.08 MB

3⽉

2,022

3,354

21,843

33,110955.58 MB

合計

25,963

81,477

238,734

362,3136.70 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

126

⽉別のGenomeNet API利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 09時40分

4⽉

5⽉

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉ 11⽉ 12⽉

1⽉

2⽉

3⽉

⽉

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4⽉

1,098

1,956

60,37760,3783.56 GB

5⽉

1,116

1,876

153,395

153,397

2.04 GB

6⽉

1,019

1,928

44,53344,5382.11 GB

7⽉

1,069

2,026

110,736

110,737

5.66 GB

8⽉

984

1,802

126,800

126,801

4.03 GB

9⽉

1,031

1,935

95,662

95,6632.68 GB

10⽉

1,118

1,827

91,78891,7904.73 GB

11⽉

1,187

2,151

274,354274,354

32.39 GB

12⽉

1,120

2,014

15,15515,156

3.68 GB

1⽉

1,028

1,785

118,394

118,397

4.27 GB

2⽉

1,012

1,695

15,701

15,701

5.52 GB

3⽉

919

1,708

62,80562,8072.49 GB合計

12,701

22,703

1,169,700

1,169,719

73.15 GB

国内外のアクセスページ数⽐率（2019年度）

127

⽉別のFTPサービス利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時51分

4⽉ 5⽉ 6⽉ 7⽉ 8⽉ 9⽉ 10⽉ 11⽉ 12⽉ 1⽉ 2⽉ 3⽉/db/rclass//db/community/ /db/mgenes//db/refgene/ /db/virushostdb/(件数 バイ(件数 バイト)(件数 バイト)(件数 バイト)(件数 バイト)ト)/kegg/(件数 バイ

訪問

訪問

者

数

4
⽉

507

990

13,874274.60GB

2,056 3.41 GB 25 7.51 MB 22

92.48
18 52.10 KB 331
MB905.59
MB

648

4.02
GB

266

72.87
MB

5
⽉

420

807

27,371102.60GB

2,073 6.09 GB

1.98
MB

6 17.37 KB 239

758.92
MB

608

4.70
GB

160

734.37
KB

6
⽉

367

643

36,007571.37
GB

2,675 3.57 GB 17 4.09 MB 24

100.28
6 17.37 KB 331
MB785.57
MB

574

4.31
GB

266

106.84
MB

7
⽉

315

506

21,512

182.63
GB

1,503 4.85 GB

7

25.41
KB

9 26.05 KB 237

513.16
MB

870

4.37
GB

135

706.65
KB

8
⽉

305

746

14,998139.60GB

2,272 1.47 GB 33 5.77 MB 14

48.44
MB

9 26.05 KB 340

758.07
MB

410

3.22
GB

119

26.98
MB

9
⽉

337

927

31,019214.01GB

2,064 3.75 GB 14 4.77 MB

7

41.41
KB

8 23.16 KB 196

409.00
MB

552

4.24
GB

118

1.27
MB

10
360
⽉

836

21,188168.77
GB

2,033 2.87 GB

6

3.52 MB

9

51.83
MB

4 11.58 KB 222

644.47
MB

520

4.25
GB

127

53.36
MB

11
383
⽉

614

13,011204.41GB

1,937

342.31MB

9

3.52 MB

9

12.23
MB

9 26.05 KB 211

569.13
MB

373

3.15
GB

155

752.97
KB

12
380
⽉

784

30,299388.78GB

3,692 8.94 GB 19 6.67 MB 13

51.99
MB

8 23.16 KB 201

435.39
MB

518

4.30
GB

227

54.77
MB

1
⽉

326

632

5,167

272.49GB2,226827.22MB

4

1.13 MB

5

1.93
MB

1

259

496.42
MB

577

5.21
GB

135

1.22
MB

2
⽉

380

561

34,486282.03
GB

843

243.59MB

12169.21
KB

6

50.18
MB

8 23.16 KB 577

1.29 GB

507

4.30
GB

131

916.88
KB

3
⽉

382

894

39,236355.11GB

1,162 1.99 GB 20 3.77 MB 11

49.13
MB

6 17.37 KB 474

1.10 GB

613

4.76
GB

188

53.95
MB

⽉

合
計

件数

4,462 8,940 288,168

バイト

3156.39
24,536
GB

38.31
GB

8

7

174

1.93 MB 10

15.30
KB

42.85
MB

137

460.5592
MB

2.89 KB

266.30
KB

国内外のアクセス件数⽐率（2019年度）

128

ト)

3,618 8.52 GB 6,770/tools/(件数 バイト)

50.84
374.292,027
GBMB

⽉別のMEDICUS FTP利⽤状況（2019年度）
更新⽇時：2020年4⽉1⽇ 13時53分

4⽉ 5⽉ 6⽉ 7⽉ 8⽉ 9⽉ 10⽉ 11⽉ 12⽉ 1⽉ 2⽉ 3⽉
⽉

訪問者

訪問数

件数

バイト

4⽉

104

208

9,490

4.05 GB

5⽉

105

230

23,8304.78 GB

6⽉

93

191

26,2904.40 GB

7⽉

84

187

18,8414.43 GB

8⽉

72

158

11,2633.26 GB

9⽉

93

194

27,5084.33 GB

10⽉

98

190

17,696

4.31 GB

11⽉

84

159

8,965

3.18 GB

12⽉

85

190

23,5694.38 GB

1⽉

93

177

615

5.21 GB

2⽉

88

177

30,7194.41 GB

3⽉

96

185

35,6834.88 GB

合計

1,095

2,246

234,469

51.62 GB

国内外のアクセス件数⽐率（2019年度）

129

講習会等開催履歴
1991 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

1992.01.04

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

スーパーコンピューター稼働開始

1992.01.14

1⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会(宇治地区)

1992.01.28

2⽇ QUANTA 講習会

約70名

1992.02.19

1⽇ スーパーコンピューターラボラトリー披露式

1992.02.27

1⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会(京⼤、ゲノム) 約50名

1992.02.27

2⽇ QUANTA 講習会

15名 CTCラボ社 今村 浩三

17名 CTCラボ社 今村 浩三

1992 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

1992.06.02

1⽇ CHARMm 講習会

48名 CTCラボ社 今村 浩三

1992.11.18

1⽇ UniChem1.1 講習会

16名 ⽇本クレイ社 ⽥村 祐介

1992.11.24

1⽇ BIOSYM 講習会

8名 菱化システム社 ⽚岡 良⼀

1992.12.01

2⽇ FORTRAN 講習会

25名 ⽇本クレイ社 ⽊下 利博

講 師 (敬称略)

1993 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

1993.04.19

1⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

1993.04.20

1⽇ データベース利⽤講習会

32名 化学研究所 荻原 淳

1993.05.18

3⽇ UNICOS 講習会

18名 ⽇本クレイ社 飯坂 剛⼀

1993.06.15

3⽇ Ｃ⾔語⼊⾨ 講習会

8名 ⽇本クレイ社 飯坂 剛⼀

講 師 (敬称略)

約50名

1993.07.13

1⽇ QUANTA/CHARMm 講習会

14名 CTCラボ社 今村 浩三

1993.07.28

1⽇ Insight2/Discover 講習会

9名 菱化システム社 ⽚岡 良⼀

1993.10.19

1⽇ UniChem2.0 講習会

4名 ⽇本クレイ社 飯坂 剛⼀

1993.10.21

1⽇ FORTRAN/C 最適化講習会

8名 ⽇本クレイ社 飯坂 剛⼀

1993.11.24

1⽇ CHARMm22 講習会(応⽤編)

11名 CTCラボ社 今村 浩三

1994.01.28

1⽇ ドキュメントツール講習会

7名 ⽇本クレイ社 飯坂 剛⼀

1994 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

1994.04.19

1⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

56名

1994.05.27

1⽇ AVS 講習会

4名 旭化成情報システム社 ⼭⼝ 宏

1994.06.24

1⽇ FORTRAN最適化 講習会

7名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂
16名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1994.07.14

2⽇ UNIX 講習会

1994.07.29

1⽇ UniChem2.0 講習会

4名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1994.09.21

1⽇ ドキュメントツール 講習会

10名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1994.09.27

1⽇ QUANTA4.0/CHARMm22.2 講習会

15名 CTCラボ社 今村 浩三

1994.10.21

1⽇ FORTRAN90 講習会

5名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1994.11.18

1⽇ UniChem2.3 講習会

1名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.02.17

1⽇ ドキュメントツール 講習会

10名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

1995.04.18

0.5⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会(宇治地区)

30名

1995.04.19

0.5⽇ ゲノムネットデータベース利⽤説明会

21名 京都⼤学化学研究所 秋⼭ 泰

1995.04.25

0.5⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会(吉⽥地区)

29名

1995.04.25

0.5⽇ ゲノムネットデータベース利⽤説明会(吉⽥地区)

78名 京都⼤学化学研究所 秋⼭ 泰

1995.05.19

0.5⽇ ネットワーク⼊⾨

16名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.05.19

0.5⽇ UNIX⼊⾨

15名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.05.25

1⽇ QUANTA/CHARMm

5名 CTCラボ社 ⾼橋 伸⼀

1995.06.02

1⽇ UNIX応⽤

7名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.07.28

1⽇ UniChem

5名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.08.11

1⽇ Ｃ⾔語⼊⾨

5名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.08.24

1⽇ FORTRAN最適化

5名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.08.25

1⽇ Fortran90

4名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1301995.09.01

1⽇ ドキュメントツール

2名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.09.14

0.5⽇ ネットワーク⼊⾨

4名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.10.20

0.5⽇ WWW講習会

13名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.11.15

0.5⽇ ゲノムネットデータベース利⽤説明会(病院地区)

51名 京都⼤学化学研究所 ⾦久 實

1995.11.17

0.5⽇ ＣＲＡＹツール

3名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1995.12.13

0.5⽇ QUANTA-NMRオプション説明会

3名 CTCラボ社 ⾼橋 伸⼀

1996.02.14

1⽇ QUANTA/CHARMm

18名 CTCラボ社 ⾼橋 伸⼀

1996.03.14

1⽇ ドキュメントツール

2名 ⽇本クレイ社 佐藤 ⼀茂

1996 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

1996.04.19

0.5⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

1996.05.16

0.5⽇ UNIX⼊⾨

9名 ⽇本クレイ社 福本 淳司

1996.05.17

0.5⽇ ネットワーク⼊⾨

12名 ⽇本クレイ社 福本 淳司

1996.05.22

0.5⽇ ゲノムネットデータベース利⽤説明会(吉⽥地区)

1996.06.21
1996.06.28
1996.07.16

1⽇ UniChem

講 師 (敬称略)

8名

4名 京都⼤学化学研究所 五⽃ 進
11名 ⽇本クレイ社 福本 淳司

1⽇ QUANTA/CHARMm

8名 CTCラボ社 ⾼橋 伸⼀

0.5⽇ ゲノムネットデータベース利⽤説明会

36名 京都⼤学化学研究所 五⽃ 進

1996.07.25

1⽇ Fortran90

2名 ⽇本クレイ社 福本 淳司

1996.09.26

1⽇ FORTRAN最適化

2名 ⽇本クレイ社 福本 淳司

1996.10.02

1⽇ ドキュメントツール

5名 ⽇本クレイ社 福本 淳司

1997 年度の講習会等開催記録
開催⽇
1997.04.15

期間

内

容

0.5⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

参加者

講 師 (敬称略)

39名

1997.06.12

1⽇ Origin2000最適化

12名 ⽇本SGIクレイ社 芦沢 芳夫

1997.06.19

1⽇ ネットワーク⼊⾨

15名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.06.19

1⽇ UNIX⼊⾨

16名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.07.17

1⽇ UniChem

10名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.09.04

1⽇ Fortran90

4名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.09.08

1⽇ QUANTA/CHARMm

6名 CTCラボ社 盛 崇

1997.09.11

1⽇ Ｃ⾔語⼊⾨

4名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.09.17

1⽇ Cerius2基礎

3名 CTCラボ社 安⽥ 誠

1997.09.24

1⽇ InsightII/Discover基礎

3名 CTCラボ社 ⻑浜 明⼦

1997.10.16

1⽇ ドキュメントツール

3名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.12.18

1⽇ MIPSproFortranプログラミング

6名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.12.09

1⽇ QUANTA/CHARMm応⽤

1名 CTCラボ社 盛 崇

1997.12.15

1⽇ Cerius2基礎

2名 CTCラボ社 安⽥ 誠

1997.12.26

1⽇ InsightII/Discover応⽤

1名 CTCラボ社 ⻑浜 明⼦

1998.01.12

1⽇ QUANTA/Biodolvmer

1名 CTCラボ社 盛 崇

1998.01.13

1⽇ QUANTA/Homologv

1名 CTCラボ社 盛 崇

1998.01.23

1⽇ InsightII/Homologv

1名 CTCラボ社 盛 崇1998 年度の講習会等開催記録
開催⽇
1998.04.21
1998.04.22

期間

内

容

1⽇ InsightII/Discover基礎
1⽇ InsightII/Discover応⽤

参加者
1 名 CTCラボ社 盛 崇
1 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.04.21

0.5⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

22名 京都⼤学化学研究所 ⾦久 實

1998.05.14

0.5⽇ パソコンからの利⽤

9 名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.05.14

0.5⽇ UNIX⼊⾨

5 名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.05.15

1⽇ UNIX応⽤

5 名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.05.22

1⽇ UNIX⼊⾨

5 名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.06.19

1⽇ HTML⼊⾨

7 名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.06.23

1⽇ FORTRAN最適化

5 名 ⽇本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.07.17

1⽇ UniChem

10 名 ⽇本SGI社 福本 淳司

1998.08.07

1⽇ HTML⼊⾨

5 名 ⽇本SGI社 福本 淳司

1998.08.12

1⽇ HTML⼊⾨

3 名 ⽇本SGI社 福本 淳司

1998.07.14

1⽇ InsightII/Discover基礎

1 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.07.15

1⽇ InsightII/Discover応⽤

1 名 CTCラボ社 盛 崇131

講 師 (敬称略)

1998.09.29

1⽇ QUANTA/CHARMm

8 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.09.11

1⽇ InsightII/Discover基礎

7 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.10.02

1⽇ Cerius2基礎

6 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.10.30

1⽇ Ｃ⾔語⼊⾨

4 名 ⽇本SGI社 福本 淳司

1998.12.18

1⽇ ドキュメントツール

3 名 ⽇本SGI社 福本 淳司

1998.12.24

1⽇ VIDEOシステムの利⽤

4 名 住商エレクトロニクス 倉⽥ 真宏

1999 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

1999.04.22

1⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

15 名 京都⼤学化学研究所 五⽃ 進

1999.06.23

1⽇ QUANTA/CHARMm

2 名 住商エレクトロニクス 盛 崇

1999.06.24

1⽇ Cerius2基礎

9 名 菱化システム 千葉 貢治

1999.06.25

1⽇ InsightII/Discover基礎

5 名 菱化システム 千葉 貢治

1999.11.12

1⽇ UNIX⼊⾨

5 名 ⽇本SGI社 福本 淳司

1999.11.19

1⽇ UNIX応⽤

5 名 ⽇本SGI社 福本 淳司

講 師 (敬称略)

2000 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

2000.04.21

1⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

5 名 京都⼤学化学研究所 ⾦久 實

2000.05.17

1⽇ UNIX⼊⾨

7 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2000.05.25

1⽇ ホモロジーモデリング3 名 菱化システム 千葉 貢治

2000.05.24

1⽇ UNIX応⽤

2 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2000.05.18

1⽇ UNIX⼊⾨

3 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2000.06.15

1⽇ UniChem

5 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2000.07.18

1⽇ Cerius2基礎

2 名 菱化システム 佐藤 史⼀

2000.07.19

1⽇ InsightII/Discover基礎

3 名 菱化システム 濱⽥ 史⼦

2000.09.21

1⽇ HTML⼊⾨

3 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2000.12.07

1⽇ ドキュメントツール

1 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

講 師 (敬称略)

2001 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

2001.05.24

1⽇ UNIX⼊⾨

7 名 ⽇本SGI社 上原 英也

2001.05.31

1⽇ Ｃ⾔語⼊⾨

6 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2001.07.05

1⽇ Cerius2基礎

5 名 菱化システム 佐藤 史⼀

2001.07.06

1⽇ InsightII/Discover基礎

5 名 菱化システム 濱⽥ 史⼦

2001.08.23

1⽇ UniChem

3 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2001.12.11

1⽇ スーパーコンピューター利⽤説明会

17 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

講 師 (敬称略)

2002 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

2002.04.25

1⽇ UNIX⼊⾨

8 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2002.05.23

1⽇ Materials Studio講習会

7 名 ⽇本SGI社 ⻄川 和嗣

2002.07.25

1⽇ SpaceFinder

2 名 ダイキン⼯業 末綱 聖

2002.07.26

1⽇ Origin並列化プログラミング

7 名 ⽇本SGI社 松本 明⼦

2002.09.26

1⽇ HTML⼊⾨

4 名 ⽇本SGI社 ⼭崎 正道

2002.10.25

1⽇ MPI/OpenMP

8 名 ⽇本SGI社 松本 明⼦

2002.11.28

1⽇ Ｃ⾔語⼊⾨

4 名 ⽇本SGI社 ⼭崎 正道

講 師 (敬称略)

2003 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2003.05.07

1⽇ UNIX⼊⾨

5 名 ⽇本SGI社 ⼭崎 正道

2003.06.06

1⽇ HTML⼊⾨

2 名 ⽇本SGI社 ⼭崎 正道

2003.07.23

1⽇ Materials Studio/CASTEP

8 名 アクセルリス株式会社 稲⽥ 安治

2003.08.25

1⽇ InsightII/Homology Modeling7 名 アクセルリス株式会社 Hongwei Huang

2003.09.26

1⽇ VMD基礎

3 名 ⽇本SGI社 ⼭崎 正道

2004 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2004.05.25〜27

3⽇ MDL/ISIS化学情報データベース

2004.07.14〜16

3⽇ Materials Studio

9 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス アプリケーションサイエンティスト

2004.09.02〜03

2⽇ InsightII/CHARMm,Homology

14 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス アプリケーションサイエンティスト

2004.12.07

1⽇ Cerius2⼊⾨

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

13 名 ⽇本MDLインフォメーションシステムズ 岸本、⽻島、橋野、有⽥

132

2005 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2005.05.24

1⽇ UNIX⼊⾨

7 名 ⽇本SGI ⼭崎 正道

2005.05.26

1⽇ HTML⼊⾨

8 名 ⽇本SGI ⼭崎 正道

2005.06.15

1⽇ Materials Studio/Discover

7 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2005.06.16

1⽇ CASTEP

3 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2005.07.21

1⽇ MDL-ISIS化学情報データベース

9 名 ⽇本MDLインフォメーションシステムズ ⽇本MDLエンジニア

2005.10.27

1⽇ QUANTA/DSセミナー

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2005.10.28

1⽇ InsightII/Homology Modeling

15 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2006 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2006.06.14

1⽇ Materials Studio/基礎

13 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2006.06.15

1⽇ Materials Studio/応⽤

13 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2006.07.19

1⽇ InsightII/CHARMm

1 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2007 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2007.06.19

1⽇ Materials Studio/Visualizer

1 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2007.06.19

1⽇ Materials Studio/Discover,Amorphous cell

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2007.06.20

1⽇ Materials Studio/CASTEP

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2007.06.20

1⽇ Materials Studio/Discover_BTCL⼊⾨

3 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエンティスト

2007.07.26,27

2⽇ Elsevier MDL ISIS/Isentris化学情報データベース

16 名 Elsevier MDL Elsevier MDL エンジニア

2008 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2008.05.29

1⽇ Gaussian⼊⾨

14 名 ⽇本SGI(株) HPCサービス事業本部 五⼗⽊ 秀⼀

2008.06.19

1⽇ MOPAC⼊⾨

4 名 富⼠通(株) バイオIT事業開発本部 鮫島圭⼀郎

2008.07.31

2⽇ Materials Studio

4 名 アクセルリス(株) 稲⽥ 安治

2008.08.07

1⽇ Q-Chem⼊⾨

2 名 ビヨンド・コンピューティング(株) ⽥島 澄恵

2008.08.26

1⽇ Mathematica

4 名 ⽇本電⼦計算(株) ⼤阪産業開発部 ⾦光 安芸⼦

2008.09.11

1⽇ IMSL

1 名 ⽇本ビジュアルニューメリックス(株) 技術部 須賀恵美⼦

2008.11.06

1⽇ Altix並列化プログラミング

1 名 ⽇本SGI(株) HPCサービス事業本部 五⼗⽊ 秀⼀

2008.11.14

1⽇ Isentris概要

7 名 シミックステクノロジーズジャパン(株) カスタマーケア部 吉岡 由⼦

2009 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2009.08.07

1⽇ AVS/Express Viz

1 名 (株)KGT 松岡 憲昭

2009.08.26

1⽇ Discovery Studio

4 名 アクセルリス(株) 斎藤 丈

2009.08.27

1⽇ Materials Studio/Discover,Amorphous cell

9 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2009.08.28

1⽇ Materials Studio/CASTEP

8 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2009.10.23

1⽇ Isentris概要

6 名 シミックステクノロジーズジャパン(株) 出⽻ 俊和

2009.11.20

1⽇ Reaxys概要

15 名 エルゼビアジャパン(株) エンジニア

2010 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2010.07.30

1⽇ AVS/Express Viz

1 名 (株)KGT 松岡 憲昭

2010.08.03

2⽇ Materials Studio/基礎

3 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2010.08.05

1⽇ Discovery Studio

3 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2010.10.15

1⽇ Mathematica

5 名 ⽇本電⼦計算(株) 産業システム本部 伊藤雅将

2010.11.11

1⽇ Reaxys概要

24 名 エルゼビアジャパン(株) Elsevier MDL エンジニア

2010.11.11

1⽇ Isentris/DiscoveryGate

12 名 シミックステクノロジーズジャパン(株) アプリ担当 出⽻ 俊和

2011 年度の講習会等開催記録
開催⽇
2011.07.21

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

1⽇ Mathematica

3 名 ⽇本電⼦計算(株) ⼤阪産業開発部 ⾦光 安芸⼦

2011.09.14,15

2⽇ Materials Studio

15 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2011.09.16

1⽇ Discovery Studio

11 名 アクセルリス(株) ⾼岡 雄司

2011.10.21

1⽇ Reaxys概要

4 名 ゼファー・ビヨンド(株) 瀧本まゆみ

2012 年度の講習会等開催記録
開催⽇
2012.06.15

期間内1⽇ 計算サーバ利⽤講習会

容参加者
6 名 ⽇本SGI(株) 福本 淳司

133

講 師 (敬称略)

2012.06.29

1⽇ 並列化プログラミング講習会

4 名 ⽇本SGI(株) 五⼗⽊ 秀⼀

2012.07.05

1⽇ AVS/Express Viz講習会

1 名 サイバネットシステム(株) 松岡 憲昭

2012.07.13

1⽇ SCIGRESS講習会

3 名 富⼠通(株) TCソリ事業本部 ⼤輔

2012.09.04

1⽇ Discovery Studio

7 名 アクセルリス(株) ⼤村 忠宏

2012.09.05,06

2⽇ Materials Studio

5 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2012.09.14

0.5⽇ Gaussian

16 名 (株)ヒューリンクス ⽥島 澄恵

2012.09.20

0.5⽇ Mathematica

15 名 ⽇本電⼦計算(株) ⼤阪産業開発部 ⾦光 安芸⼦

2012.09.25
2012.12.13

1⽇ DS Developer Client講習会
0.5⽇ Reaxys講習会

2 名 アクセルリス(株) ⼤村 忠宏
10 名 ゼファー・ビヨンド(株) 瀧本まゆみ

2013 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

2013.07.03

1⽇ 最適化・並列化プログラミング講習会

1 名 ⽇本SGI(株) 五⼗⽊ 秀⼀

2013.07.23

1⽇ Discovery Studio 講習会

6 名 アクセルリス(株) ⼤村 忠弘

2013.07.25

2⽇ Materials Studio 講習会

6 名 アクセルリス(株) 永⽥ 徹哉

講 師 (敬称略)

2013.07.30

0.5⽇ Mathematica 講習会

2 名 ⽇本電⼦計算(株) ⼤阪産業開発部 ⾦光 安芸⼦

2013.09.18

0.5⽇ Gaussian 講習会

6 名 (株)ヒューリンクス ⽥島 澄恵

2014 年度の講習会等開催記録
開催⽇
2014.07.18

期間

内

容

参加者

1⽇ Discovery Studio 講習会

3 名 アクセルリス(株) ⼤村 忠弘

2014.07.23

2⽇ Materials Studio 講習会

13 名 アクセルリス(株) 永⽥ 徹哉

2014.08.27

0.5⽇ Discovery Studio 講習会

6 名 アクセルリス(株) ⼤村 忠弘

2014.07.30

1⽇ 最適化・並列化プログラミング講習会

講 師 (敬称略)

2 名 ⽇本SGI(株) 五⼗⽊ 秀⼀

2014.09.03

0.5⽇ Gaussian 講習会

5 名 (株)ヒューリンクス ⽥島 澄恵

2014.10.16

0.5⽇ Mathematica 講習会

1 名 ⽇本電⼦計算(株) 産業事業部 伊藤 雅将

2014.11.06

0.5⽇ Reaxys講習会

1 名 ゼファー・ビヨンド(株) 瀧本 まゆみ

2015 年度の講習会等開催記録
開催⽇
2015.06.17

期間

内

容

0.5⽇ Gaussian 講習会

参加者

2015.07.14

2⽇ Materials Studio 講習会

10 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

2015.07.16

1⽇ Discovery Studio 講習会

9 名 BIOVIA 髙岡 雄司

2015.08.07

講 師 (敬称略)

9 名 (株)ヒューリンクス ⾼橋 ⿇⾥奈

0.5⽇ SCIGRESS 講習会

2 名 富⼠通(株) 松本 ⼤輔

2016 年度の講習会等開催記録
開催⽇
2016.05.13

期間

内

容

0.5⽇ 第1回ゲノムネット講習会京⼤化研スパコン利⽤法

参加者

講 師 (敬称略)

27 名 ⽇本SGI(株)上原英也、京⼤化研 緒⽅博之・五⽃進2016.07.05

1⽇ Discovery Studio 講習会

2 名 BIOVIA 髙岡 雄司

2016.07.06

2⽇ Materials Studio 講習会

16 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

2016.07.20

0.5⽇ Gaussian 講習会

6 名 (株)ヒューリンクス ⾼橋 ⿇⾥奈

2016.09.02

0.5⽇ SCIGRESS 講習会

2 名 富⼠通(株) 松本 ⼤輔

2016.09.15

0.5⽇ Mathematica 講習会

1 名 (株)ヒューリンクス 勝 明次郎

2016.11.18

0.5⽇ Reaxys講習会

3 名 エルゼビア社認定講師 瀧本 まゆみ

2016.11.25

1⽇ 最適化・並列化プログラミング講習会

1 名 ⽇本SGI(株) 五⼗⽊ 秀⼀

2017 年度の講習会等開催記録
開催⽇
2017.07.11
2017.07.12

期間

内

容

参加者

1⽇ Discovery Studio 講習会

2 名 BIOVIA 髙岡 雄司

2⽇ Materials Studio 講習会

6 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

講 師 (敬称略)

2017.07.20

0.5⽇ Reaxys講習会

2 名 エルゼビア社認定講師 瀧本 まゆみ

2017.09.07

0.5⽇ Gaussian 講習会

15 名 (株)ヒューリンクス ⽥島 澄恵

2017.09.15

0.5⽇ バイオユーザのための化研スパコンシステム利⽤法 23 名 ⽇本ヒューレット・パッカード(株) 上原 英也

2018 年度の講習会等開催記録
開催⽇

期間

内

容

参加者

2018.07.17

1⽇ Discovery Studio 講習会

3 名 BIOVIA 髙岡 雄司

2018.07.18

2⽇ Materials Studio 講習会

13 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

講 師 (敬称略)

2018.07.20

0.5⽇ Mathematica 講習会

1 名 (株)ヒューリンクス 勝 明次郎

2018.09.11

0.5⽇ Gaussian 講習会

19 名 (株)ヒューリンクス ⽥島 澄恵

2018.09.13

0.5⽇ SCIGRESS 講習会

1 名 富⼠通(株) ⾼橋 篤也

2018.10.25

0.5⽇ バイオユーザのための化研スパコンシステム利⽤法 26 名 ⽇本ヒューレット・パッカード(株) 上原 英也

1342018.11.16

0.5⽇ Materials Science Suite 講習会

11 名 シュレーディンガー(株) 永⽥ 徹哉

2019 年度の講習会等開催記録
開催⽇
2019.07.09
2019.07.11

期間

内

容

参加者

講 師 (敬称略)

2⽇ Materials Studio 講習会

7 名 ダッソー・システムズ（株）Abhijit Chatterjee

1⽇ Discovery Studio 講習会

4 名 ダッソー・システムズ（株）髙岡 雄司

2019.07.12

0.5⽇ Gaussian 講習会

8 名 (株)ヒューリンクス ⽥島 澄恵

2019.07.24

0.5⽇ Mathematica 講習会

3 名 (株)ヒューリンクス 勝 明次郎

2019.07.25

0.5⽇ SCIGRESS 講習会

1 名 (株)富⼠通九州システムズ 杉原 裕介

135令和元年度研究課題一覧
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密有機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密有機合成化学

時任 宣博
水畑 吉行
行本 万里子
高橋 まさえ村田 靖次郎村田 靖次郎村田 靖次郎
廣瀬 崇至
橋川 祥史
安達 愛結美
川端 猛夫
山中 正浩

化学研究所 物質創製化学研究 精密有機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 材料機能化学研究 高分子材料設計化学
化学研究所 材料機能化学研究 高分子材料設計化学
化学研究所 材料機能化学研究 高分子材料設計化学
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 無機フォトニクス材料
化学研究所 材料機能化学研究 無機フォトニクス材料
化学研究所 材料機能化学研究 無機フォトニクス材料
化学研究所 材料機能化学研究 無機フォトニクス材料
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体触媒化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体触媒化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 環境物質化学研究 水圏環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学

上田 善弘
寺西 利治
寺西 利治
寺西 利治
坂本 雅典
佐藤 良太
猿山 雅亮
Trinh Thuy
高畑 遼
劉 明翰
辻井 敬亘
大野 工司
榊原 圭太
山子 茂
高見 佐織
登阪 雅聡
茅原 栄一
李 文娟
藤田 健弘
水落 憲和
森下 弘樹
藤原 正規
林寛
小野 輝男
小野 輝男
山口 美保
森山 貴広
塩田 陽一
二木 史朗
二木 史朗
田中 由美
今西 未来
河野 健一
河野 健一
山口 信次郎
渡辺 文太
青山 卓史
青山 卓史
安田 敬子
柘植 知彦
加藤 真理子
寺本 日出美
藤原 崇志
上杉 志成
佐藤 慎一
Perron Amelie
竹本 靖
安保 真裕
中島 光恵
プンザラン ルービー
Mendoza Aileen
茅迪
梶 弘典
梶 弘典
志津 功將
宗林 由樹
長谷川 健
長谷川 健
下赤 卓史
中原 勝

136

新規な結合様式を持つ高周期典型元素化合物の反応解析
新規な低配位典型元素化合物の合成とその性質
互変異性化可能な重いケトン類の合成と性質
完璧なπ共役二次元シートを持つフラットシリセンの設計
新規フラーレン誘導体の電子的性質
特異な構造をもつ有機分子の電子的性質
フラーレンの構造変換に関する研究
新規構造を有するπ共役系化合物の構造有機化学
三次元π共役系の合成と性質に関する研究
内包フラーレンの有機合成
軸性不斉エノラートを用いる４置換炭素の不斉構築
4-ピロリジン-ピリジン型分子触媒による化学選択的アシル化反応の理論的解析
軸性不斉DMAP型触媒の開発と絶対配置の推定
化学研究所連絡用
精密無機合成化学
不斉化学
ナノ粒子超構造の構築
無機ナノ粒子の精密合成と機能デバイスへの応用
可視光応答性水分解光触媒の開発
物質創製化学研究系 精密無機合成化学研究領域
単一構造カドミウムカルコゲニドクラスター群の精密合成と光物性評価
高分子ブラシの構造と物性
リビングラジカル重合法による新規機能性高分子の合成
リビングラジカル重合法を用いたヤヌス型ボトルブラシの創製
精密合成反応の設計
透過型電子顕微鏡による高分子結晶の高分解能観察
含歪みπ共役化合物の合成とその物性評価
新規重合開始剤および関連反応開発に関する研究
新規ラジカル重合の開発
ダイヤモンド中のNV中心を用いた研究
ダイヤモンド発光中心を利用した光ﾅﾉ材料研究
ダイヤモンドを用いた量子情報およびバイオイメージング研究
E-mail利用
ナノスピントロニクス
ナノスピントロニクスの研究
ナノスピントロニクス研究に関する事務補佐
高周波スピントロニクスデバイスの研究
ナノスピントロニクス
機能性人工蛋白質の創出
機能性ペプチドの創製
生体機能設計化学の研究支援
亜鉛ファンガータンパク質を用いた転写制御分子の創製
ペプチドの膜透過ペプチドの膜透過
植物ホルモンの分子機構の研究
酵素阻害剤の設計と合成研究
植物の細胞内の情報伝達
分子生物学
分子生物学
植物環境応答制御機構の分子基盤
植物形態形成に関わる細胞内情報伝達機構の解析
植物分子生物学の研究
植物におけるTRY/CPC相同転写因子遺伝子の探索
ケミカルバイオロジー：小分子化合物を起爆剤とした生物学の研究
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
有機非晶質科学の研究
有機デバイスの基礎科学と高機能化
理論化学、計算化学に基づいた新規有機デバイス材料の開発
水圏微量元素の研究
界面の振動分光学
界面の振動分光
凝縮系の振動分光学
超臨界水の化学

化学研究所 環境物質化学研究 分子微生物科学
化学研究所 環境物質化学研究 分子微生物科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 分子レオロジー
化学研究所 複合基盤化学研究 分子レオロジー
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 先端ビームナノ科学センター レーザー物質科学
化学研究所 先端ビームナノ科学センター レーザー物質科学
化学研究所 先端ビームナノ科学センター レーザー物質科学
化学研究所 先端ビームナノ科学センター 複合ナノ解析化学
化学研究所 先端ビームナノ科学センター 原子分子構造
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学

栗原 達夫
栗原 達夫
竹中 幹人
竹中 幹人
石田 華子
西田 幸次
井上 倫太郎
小川 紘樹
金谷 利治
金谷 利治
渡辺 宏
松宮 由実
若宮 淳志
中村 智也
矢沢 健児
阪部 周二
橋田 昌樹
正岡 聖
根本 隆
藤井 知実
中村 正治

化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 遷移金属錯体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 遷移金属錯体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 遷移金属錯体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 光ナノ量子物性科学
化学研究所 元素科学国際研究センター 光ナノ量子物性科学
化学研究所 元素科学国際研究センター 光ナノ量子物性科学
化学研究所 元素科学国際研究センター 光ナノ量子物性科学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 数理生物情報
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 数理生物情報
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 数理生物情報
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 生命知識工学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 生命知識工学
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学

中村 正治
池田 奈緒子
高谷 光
岩本 貴寛
礒崎 勝弘
松田 博
縣 亮介

化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学

ピンチェラ フランチェスカ

小澤 文幸
脇岡 正幸
脇岡 正幸
金光 義彦
金光 義彦
廣理 英基
永田 貴美子
島川 祐一
島川 祐一
島川 祐一
市川 能也
菅 大介
齊藤 高志
緒方 博之
方悦
孙 玮佑
阿久津 達也
田村 武幸
森 智弥
馬見塚 拓
Nguyen Hao
八代 幸造
八代 幸造
谷村 道子
藤橋 明子
上村 美由紀中村 かおり濵岡 芽里
中野 友佳子
緒方 博之
緒方 博之
緒方 博之
Blanc-Mathieu Romain

遠藤 寿
吉川 元貴
西山 拓輝
Prodinger Florian
金子 博人
吉田 亘騎
ガルシア キンバリ
伴 広輝
宮崎 うらら橋本 謙太郎チョウ ルイシャン
夏骏137

低温菌の低温適応機構の解析
極限環境微生物の生理機能解析
量子ビームによる高分子構造解析
高分子物質科学のホームページ
Eメールの利用
高分子電解質溶液の構造
散乱法による高分子ダイナミクス
量子ビームを用いた高分子構造解析
アモルファス高分子のダイナミックス
高分子物質科学領域のホームページ
からみ合い高分子の分子レオロジー
高分子系の流動誘電緩和
機能性π共役系化合物の開発
E-mail利用
高性能フィルム型太陽電池の開発
レーザー物質科学
レーザー物質科学
X線管からのスペクトル解析
EELSスペクトルの計算機シミュレーション
タンパク質のX線結晶構造解析
新たな機能および反応性を有する有機金属化合物による次世代合成化学の開拓
効率的有機分子変換反応を可能とする新規金属触媒の設計と合成
元素科学研究にかかる事務処理
新奇なペプチド触媒を用いる木質バイオマスの循環資源化
合成化学を基盤とした新規金属触媒の開発
分子性金属活性種の解析手法の開発と超分子反応場の構築・反応制御
人工漆材料の高効率合成のための研究
精密鉄触媒クロスカップリング反応の開発とその合成応用
木質バイオマスの高度利用を志向した金属ナノ粒子触媒の開発
研究・教育
機能性高分子合成を指向した遷移金属錯体触媒の開発
遷移金属触媒によるπ共役系高分子の構造制御合成
光ナノ科学
光ナノ元素科学
光ナノ元素科学
光ナノ元素科学
無機機能性材料の合成と評価
機能性酸化物材料の研究
酸化物エレクトロニクスに関する研究
遷移金属酸化物の合成と物性
機能性遷移金属酸化物の研究
無機固体化学の研究
KofamKOALAの開発
バイオインフォマティクスによるゲノム解析
バイオインフォマティクスによるゲノム解析
生物情報ネットワークの解析と制御
数理モデルによる生体ネットワーク制御手法の開発
次世代シーケンシングデータの解析
機械学習に基づく生体分子パスウェイの解析
バイオインフォマティクス
広報関係業務
事務
広報関係業務
質量分析業務
同窓会事務関連業務
広報関係業務E-mail利用
広報関係業務
化学生命科学研究領域の研究報告
秘書業務
微生物生態学の研究
海洋性プランクトン群の進化と生態についての研究
海洋の真核プランクトンと巨大ウイルスの生物地理に関する研究
ウイルスの多様化と生物進化の関係の解明
腸内微生物群集が炎症性腸疾患に及ぼす影響の解明
浦ノ内湾におけるブルーム形成植物プランクトンとメガウイルス科の群集季節変動の解析
海洋微生物生態系における種間相互作用の研究
巨大ウイルスの分離と比較ゲノム解析
バイオインフォマティクス技術の習得
パルマ藻・珪藻の比較ゲノム解析
メタゲノムを利用したNCLDVの新規補助代謝遺伝子の探索
バイオインフォマティクスによるゲノム解析
バイオインフォマティクス実習
赤潮期間中囲まれた湾でメタバーコーディングを使って二つのメガウイルス科群集の比較

化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
エネルギー理工学研究所 エネルギー機能変換研究部門
エネルギー理工学研究所 エネルギー機能変換研究部門
エネルギー理工学研究所 エネルギー利用過程研究部門
防災研究所 地震防災研究部門
防災研究所 附属地震予知研究センター
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孟 令傑
梶 弘典
松田 一成
松田 一成
小島 崇寛
倉田 真宏
井上 智裕
土田 英弘
山手 章浩
村上 加代子
今井 政敏
大隅 庸弘
八代 幸造
大平 直子
延原 由紀
太田 浩二
大村 慶子
中村 亜都子
赤塚 亮太
宮本 真理子
酒井 博美
上地 恭子
立花 則子
上道 京子
大山 慶子
東城 初和
澤田 尚美
池田 純子
松本 真紀
辻 久美子
小栗 知子
藤本 ちなみ
高橋 知世
糸田 理江
野田 麻紀
岡田 哲也
竹辺 公子
鈴川 匠
鯵坂 久美子
松井 華代
大槻 薫
元野 信子
明智 歩未
松江 絵里子
加納 藍
山本 守雄
松木 達
及川 厚
黒田 常平
畑 真理子
瀬戸 祐輔
三木 好未
柿本 紗也子
福田 美菜穂尾崎 さゆり落越 祐介
渡邊 沙也香
佐藤 拓
田嶌 琴美
川﨑 智子
能勢 理絵
一井 信吾
南口 敬司
日下部 忠繁
福田 光宏
後藤 慶太
春木 淳
山本 啓
三原 一晃
八木 裕美
田上 款
吉岡 佐知子
中野 留美子
杉山 かおり
永田 明世
谷川 禅
福島 典子

巨大ウイルスの宿主同定方法の開発
有機デバイス材料の開発
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ナノ炭素材料の理論的研究
地震時における構造物の破壊
SSEに伴う海面地殻変動の推定
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宇治地区事務部 施設環境課
宇治地区事務部 施設環境課
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宇治地区事務部 施設環境課
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宇治地区事務部 施設環境課
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宇治地区事務部 総合環境安全管理センタ
宇治地区事務部 総合環境安全管理センタ
理学研究科 理学部 物理学・宇宙物理学専攻
理学研究科 理学部 物理学・宇宙物理学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 生物科学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
理学研究科 理学部 化学専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
医学研究科 医学部 医学・医科学専攻
薬学研究科 薬学部 薬科学専攻
薬学研究科 薬学部 薬科学専攻
薬学研究科 薬学部 医薬創成情報科学専攻
薬学研究科 薬学部 医薬創成情報科学専攻

中谷 浩美
中野 直子
鹿間 順子
井出 恵美子木下 亜紀子工藤 亜矢
柴田 由香里越久 由美子北川 伸代
伊勢脇 純子小澤 亜耶
岡本 紗英
福井 智加子
太田 妃登美
大下 美圭
大西 愛
大橋 浩美
嶋津 里香
山本 和人
西川 知延
小林 宏隆
南雲 円
北脇 朋樹
古田 学
濱本 文平
松井 智子
松澤 ありさ眞木 麻香
金澤 真美子
後藤 晶子
光嶋 葵
米木 豊
長田 知己
清水 節子
水口 裕尊
寺嶋 孝仁
荒木 武昭
渡邊 一也
朴 昭映
廣瀬 優希
宇高 寛子
中野 義明
野田 泰斗
木下 誠志
Dao Hoang-Anh
野木 馨介
藤橋 雅宏
奥野 恭史
石田 祥一
別所 祐紀
山下 智也
足達 馨
新妻 諭
嶌田 隆司
斎藤 憲子
長 展生
古川 喜規
瀧川 紘
竹本 佳司
大野 浩章
掛谷 秀昭

工学研究科 工学部 機械理工学専攻
工学研究科 工学部 機械理工学専攻
工学研究科 工学部 航空宇宙工学専攻
工学研究科 工学部 電子工学専攻
工学研究科 工学部 電子工学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻

西川 雅章
内藤 悠太
占部 継一郎
重松 英
竹内 繁樹
大江 浩一
三木 康嗣
岡本 和紘
岡本 和紘
陰山 洋
野㞍 聡子
小林 洋治
タッセル セドリック
高津 浩
山本 隆文
139

E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
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E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
E-mail利用
遷移金属酸化物薄膜の合成と物性
ソフトマターの相転移ダイナミクス
E-mail利用
蛍光性核酸の開発と応用
環状ピロール-イミダゾールポリアミドの合成と評価
ホソヘリカメムシにおける光周期に反応する遺伝子の特定
分子性導電・磁性材料の設計と理論的解析
量子化学計算と固体NMRを用いた新規無機物質の構造解析
金属マジックサイズクラスター群の固体高分解能NMR
高分解能X線解析と量子化学計算の融合によるGFP電子構造の解明
ヘテロ環化合物の再構築反応開発
E-mail利用
創薬のための合成反応予測
E-mail利用
化合物の合成反応、経路を予測する人工システム構築の開発
化合物の合成反応、経路を予測する人工システム構築の開発
化合物の合成反応、経路を予測する人工システム構築の開発
化合物の合成反応、経路を予測する人工システム構築の開発
化合物の合成反応、経路を予測する人工システム構築の開発
化合物の合成反応、経路を予測する人工システム構築の開発
化合物の合成反応、経路を予測する人工システム構築の開発
細胞の生存と死を決定する制御システムの数理モデル化
高反応性化学種を活用する有機合成化学
E-mail利用
生物活性化合物の創製を指向した有機化学研究
ケモインフォマティクスおよびバイオインフォマティクスを活用したケミカルバ
イオロジー研究
エポキシ樹脂の架橋反応による構造形成と力学特性発現の関係の評価
エポキシ樹脂の架橋反応による構造形成と力学特性発現の関係の評価
プラズマ曝露により形成される材料中の局所構造解析
IV族半導体へのスピン注入物性測定
光子を用いた量子情報科学に関する研究
含窒素複素環をニトレン前駆体とする触媒
近赤外円偏光発光材料の創出
遷移金属触媒を用いた新規変換反応の開発
有機活性種を駆使した新規反応開発と機能性物質の合成
固体化学
固体化学
固体化学
固体化学
固体化学
低温還元法を用いた鉄酸化物の合成

工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
渡邉 雄貴
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
新井 一功
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
近藤 輝幸
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
木村 祐
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
阿部 竜
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
阿部 竜
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
東 正信
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
坂本 良太
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
鈴木 肇
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
冨田 修
工学研究科 工学部 経理事務センターAクラスター事務区会計掛 藤原 哲晶
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
辻 康之
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
藤原 哲晶
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
宮崎 晃平
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
小久見 善八工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
江口 浩一
工学研究科 工学部 分子工学専攻
伊藤 彰浩
工学研究科 工学部 分子工学専攻
細川 三郎
工学研究科 工学部 分子工学専攻
今堀 博
工学研究科 工学部 分子工学専攻
梅山 有和
工学研究科 工学部 分子工学専攻
東野 智洋
工学研究科 工学部 分子工学専攻
筒井 祐介
工学研究科 工学部 高分子化学専攻
伊藤 峻一郎
工学研究科 工学部 合成・生物化学専攻
長田 裕也
工学研究科 工学部 合成・生物化学専攻
工学研究科 工学部 化学工学専攻
工学研究科 工学部 化学工学専攻
工学研究科 工学部 附属工学基盤教育研究センター
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 機械理工学専攻
工学研究科 工学部 機械理工学専攻
工学研究科 工学部 機械理工学専攻
工学研究科 工学部 材料化学専攻
工学研究科 工学部 都市環境工学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー基礎科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー応用科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー応用科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー応用科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー応用科学専攻
農学研究科 農学部 森林科学専攻
農学研究科 農学部 応用生命科学専攻
農学研究科 農学部 応用生物科学専攻
農学研究科 農学部 応用生物科学専攻
農学研究科 農学部 応用生物科学専攻
農学研究科 農学部 地域環境科学専攻
農学研究科 農学部 森林科学専攻
人間 環境学研究科 相関環境学専攻
人間 環境学研究科 相関環境学専攻
人間 環境学研究科 相関環境学専攻
人間 環境学研究科 相関環境学専攻
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 古川グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 堀毛グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 藤田グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 深澤グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 Sivaniahグループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 北川グループ
福井謙一記念研究センター 理論研究部門
産官学連携本部
産官学連携本部
産官学連携本部

CelikKucuk Asuman

水素化物含有液体の探索
層状アンチモン化合物の構造シミュレーション
高次生体イメージング先端テクノハブプロジェクト研究
高感度Gd-MRI造影剤のPEG化および抗体修飾によるDDS構築
高効率可視光応答型光触媒系の開発
高効率可視光応答型光触媒系の開発
E-mail利用
機能性分子低次元系の創製
可視光応答型光触媒を用いる高効率水分解システムの開発
光触媒を用いた可視光水分解系の構築
物質エネルギー化学専攻の研究推進
E-mail利用
銅触媒を用いる新規分子変換反応の開発
電極材料の電子状態解析
リチウムイオン電池に関する研究
炭化水素の低温燃焼触媒の研究
開殻分子の電子構造に関する理論的研究
金属酸化物ナノ粒子の合成とその応用
人工光合成系の開発
光合成モデル化合物の合成
有機分子を用いた新規な機能性材料の開発
有機電子機能性材料の素子形成と界面伝導特性評価
13族元素含有有機金属錯体の特異な光学特性の機構解明
溶媒依存性らせん反転を示すポリ（キノキサリン-2,3-ジイル）のダイナミクス
解析
HOPG基板上における分子配列のモデリング
吸着工学・乾燥工学等に関する分子論的検討
ソフトマターの研究
E-mail利用
ポリエチレングリコールで修飾したピリジン配位子の開発
計算化学的手法による有機物・無機物の熱物性・輸送特性予測
計算化学を活用した無機物・有機物の分子レベル挙動に関する研究
計算化学を活用した無機物・有機物の分子レベル挙動に関する研究
ヘリックスペプチドの電気的特性の解析
琵琶湖水中におけるウイルスメタゲノム解析
エネルギー機能材料の電子構造と光物性
生体系物質の原子・電子解析
材料界面・表面の原子～電子論的研究
金属材料の表面特性
金属表面の物性解析
磁場配向を利用した固体NMR解析手法の開発
コンビナトリアル・バイオ工学
一酸化炭素資化菌と水圏ウイルスの分子生物学的研究
一酸化炭素資化菌と水圏ウイルスの分子生物学的研究
効率的な有用物質生産に向けた真核微細藻類のゲノム解析
生理活性物質の構造活性相関
量子化学計算によるリグニンモデル化合物の間接電解反応機構の解析
三次元π共役分子の合成の機能性の創出
ガラス長残光蛍光体における残光メカニズムの解明
優先富化現象を示す有機化合物の検索
有機分子性結晶の気体吸着特性の解析
金属錯体ソフトマテリアルの創成
水素貯蔵を示す水素化物含有金属-有機構造体の合成
自己集合を利用したタンパク質のカプセル化
新奇電子受容性π共役系の創製と機能開拓
混合マトリクス膜中のガス輸送特性に関する計算機シミュレーション
多能性細孔物質の深化
振電相互作用に関する理論的研究
固液界面を反応場とする化学反応
電池材料のラマンスペクトルの計算
蓄電池の電解液中のイオン間相互作用の計算科学的検討(京都大学以外所属）
情報・システム研究機構 データサイエンス共同利用基盤施設
東京大学 大気海洋研究所 地球表層圏変動研究センター
東京大学大学院 理学系研究科 生物科学専攻岩崎研究室
東京工業大学 生命理工学院 山田研究室
東京工業大学 生命理工学院 山田研究室
東京工業大学 生命理工学院 山田研究室
茨城大学 工学部 生体分子機能工学科
北海道大学 触媒科学研究所
久留米工業高等専門学校
福岡工業大学 工学部 生命環境科学科
株式会社 生物技研
産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門
株式会社KRI ナノ構造制御研究部
広島大学大学院 工学研究科 機械物理工学専攻

五斗 進
西村 陽介
松井 求
上田 敦史
中村 祐哉
城間 博紹
吾郷 友宏
古川 森也
黒飛 敬
蒲池 高志
半田 佳宏
岡崎 友輔
中江 隆博
Carles Serrat

生体分子情報データベースの開発とその応用
遺伝子情報を用いた海洋生態学研究
グラフに基づく分子系統解析手法の開発と適用
ヒト腸内菌叢のメタゲノム解析
MAGsによる、腸内細菌叢比較ゲノム解析
Whole Short gun sequence data を用いたゲノムの再構築
フッ素の元素特性を活かした機能性材料の開発
規則性合金の触媒作用に関する理論的研究
E-mail利用
密度汎関数法を用いたNO還元用代替触媒探索
ゲノム解析
湖沼に生息する細菌・ウイルスのメタゲノム解析
炭素材料の物性研究
高次高調波によるアト秒X線パルスの増幅

松田 建児
鈴木 哲夫
山本 量一
大嶋 光昭
藤原 哲晶
松本 充弘
上野 哲也
上野 哲也
宇治 広隆
沈尚
蜂谷 寛
馬渕 守
楠田 啓
袴田 昌高
陳 友晴
久住 亮介
植田 充美
吉田 天士
吉田 天士
澤山 茂樹
赤松 美紀
平野 義貴
廣戸 聡
上田 純平
高橋 弘樹
津江 広人
古川 修平
堀毛 悟史
藤田 大士
深澤 愛子
ウ チイ
大竹 研一
佐藤 徹
湊 丈俊
山中 俊朗

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東京大学 新領域創成科学研究科 メディカル情報生命専攻
東京大学 新領域創成科学研究科 メディカル情報生命専攻
株式会社ゲノムアナリティクスジャパン
東京大学 生産技術研究所 機械・生体系部門
東京大学大学院 理学系研究科 生物科学専攻
関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科
富山県立大学 工学部 生物工学科
大阪府立大学大学院 工学研究科 物質・化学系専攻
東北大学大学院 理学研究科 化学専攻
琉球大学 理学部 海洋自然科学科生物系 久保田研究室
東京大学 総合文化研究科 広域システム科学系

笠原 雅弘
藤野 健
八谷 剛史
平野 敏行
浜口 悠貴
三田 文雄
占部 大介
峯 真也
平野 智倫
久保田 康裕吉田 丈人

スギゲノムの解読と解析
スギゲノムの解読と解析
タンパク質の電子状態計算
アミノアシルtRNA合成酵素の系統解析で示すミトコンドリアのモザイク起源
機能性高分子材料の創生
計算化学を活用した天然物の合成研究
第一原理計算の支援に基づく有機金属構造体 (MOF) 触媒 / 吸着剤の開発液々界面での電子移動反応の研究
生態学的ビッグデータを用いた生物多様性の創出・維持機構の研究
環境水中における共進化を通じた細菌とウイルスの遺伝的多様性の創出と維持機構の解明
高分子－低分子間相互作用の振動スペクトルへの影響
食品成分の分子間相互作用の解析
電子構造解析による食品成分分子の理論的研究
高分子溶液の相分離に関する大規模計算
スギの全ゲノム配列の解読
有機化合物に対する量子化学計算
有機化合物に対する量子化学計算
ゼロ金利制約のあるDSGEモデルのパラメータ推定

大阪大学 理学研究科 高分子科学専攻
武智 恭世
農業・食品産業技術総合研究機構 食品研究部門
氏原 ともみ農業・食品産業技術総合研究機構 食品研究部門
林 宣之
東レ株式会社 滋賀事業場 先端材料研究所
吉元 健治
国立研究開発法人森林研究・整備機構 森林総合研究所 総務部 上野 真義
株式会社リコー イノベーション本部 材料技術開発センター
高島 健悟
株式会社リコー イノベーション本部 材料技術開発センター
後藤 大輔
神戸大学 社会システムイノベーションセンター
砂川 武貴
(無所属)
薮崎 純子

カロテノイドデータベース化学フィンガープリントを用いたカロテノイド生合成
パスウェイの再構築

141京都大学化学研究所
スーパーコンピュータシステム〒611-0011 京都府宇治市五ケ庄
TEL 0774-38-3265
spradm@scl.kyoto-u.ac.jp
https://www.scl.kyoto-u.ac.jp