資料詳細

目次

第1章 タンパク質は生物学を知らない

  1.1 プロローグ:キャンディー,ホコリ,生物学の統計物理

  1.2 本書での基本原理

  1.3 本書について

  1.4 分子的なプロローグ:ブタンの1日の生活

  1.5 タンパク質にとって平衡とは?

  1.6 実験に関して一言

  1.7 動画を作る:分子動力学シミュレーションの基本

  1.8 タンパク質の構造の基本

  1.9 各章について

第2章 すべての核心:確率論

  2.1 はじめに

  2.2 1次元分布の基本

  2.3 揺らぎと誤差

  2.4 2次元:射影と相関

  2.5 簡単な統計がモーター・タンパク質のメカニズムを明らかにするのに役立つ

  2.6 追加の問題:軌道の解析

第3章 簡単な系から大いに学ぼう:1次元での平衡統計力学

  3.1 はじめに

  3.2 エネルギー地形は確率分布だ

  3.3 配置ではなく,状態

  3.4 自由エネルギー:確率論を信じれば.常識にすぎない

  3.5 エントロピー:それはただの名前である

  3.6 まとめ

  3.7 簡単な系から物理的直観を得る

  3.8 ゆるい終わり方:適正な次元,運動エネルギー

第4章 自然は分配関数を計算しない:基本的なダイナミクスと平衡

  4.1 はじめに

  4.2 ニュートンのダイナミクス:決定論的だが,予測できない

  4.3 バリア越え:活性化過程

  4.4 流束の釣り合い:平衡の定義

  4.5 再び,簡単な拡散

  4.6 確率過程ダイナミクスについて追加:ランジュバン方程式

  4.7 重要な道具:相関時間と相関関数

  4.8 すべてをまとめると

  4.9 いろいろな誤差:分子シミュレーションのダイナミクス

第5章 分子は相関している!多次元の統計力学

  5.1 はじめに

  5.2 3次元以上の系のための準備

  5.3 座標と力場

  5.4 1個の分子の分配関数

  5.5 多分子系

  5.6 自由エネルギーは,やはり確率を与える

  5.7 まとめ

第6章 複雑さから単純さへ:平均力ポテンシャル(PMF)

  6.1 はじめに:PMFはそこら中にある

  6.2 平均力ポテンシャルは自由エネルギーのようなものである

  6.3 PMFは反応レートや遷移状態を与えないかもしれない

  6.4 動径分布関数

  6.5 PMFは「知識ベースの」(統計的な)ポテンシャルにおいて基礎となる

  6.6 まとめ:PMFの意味,利用法,その限界

第7章 「自由」エネルギーの何が自由なのか?本質的な熱力学

  7.1 はじめに

  7.2 統計熱力学:微分することができる?

  7.3 理想気体を大好きになる

  7.4 退屈だが真:第一法則はエネルギーの保存則を表す

  7.5 G対F:他の自由エネルギーと,なぜそれらが重要なのか

  7.6 自由エネルギーとその微分のまとめ

  7.7 第二法則と(ときどき)自由エネルギー最小化

  7.8 熱量測定:鍵となる熱力学的な技術

  7.9 熱力学の必要最低限な本質

第8章 もっとも重要な分子:水の静電統計学

  8.1 水の構造の基本

  8.2 水分子は多くの結晶構造において構造的な要素である

  8.3 水のpHと酸塩基の考え方

  8.4 疎水効果

  8.5 水は強誘電体である

  8.6 水中の電荷+塩=遮蔽(スクリーニング)

  8.7 溶解度について簡単に

  8.8 まとめ

  8.9 追加の問題:微分的な静電気学を理解する

第9章 結合とアロステリーの基礎

  9.1 結合の動的な見方:結合レートと解離レート

  9.2 マクロな平衡と結合定数

  9.3 結合の構造的・熱力学的な見方

  9.4 相対的な親和性を理解する:ΔΔGと熱力学サイクル

  9.5 ATPのような「燃料」へのエネルギー貯蔵

  9.6 統計力学による結合の直接的な記述

  9.7 アロステリーと協同性

  9.8 基本的な酵素触媒反応

  9.9 pHとpKa

第10章 構造変化の速度論とタンパク質の折り畳み

  10.1 はじめに:ベイスン,基質,状態

  10.2 多状態系の速度論的な解析

  10.3 タンパク質の構造変化とアロステリックな変化

  10.4 タンパク質の折り畳み

  10.5 まとめ

第11章 アンサンブルのダイナミクス:軌道から拡散と速度論へ

  11.1 はじめに:軌道とアンサンブルに戻る

  11.2 1次元のアンサンブル・ダイナミクス

  11.3 4つの重要な軌道アンサンブル

  11.4 軌道のアンサンブルから観測量へ

  11.5 拡散とその先:発展する確率分布

  11.6 Jarzynski関係式と単分子現象

  11.7 まとめ

第12章 生体分子のシミュレーションを統計的な視点から

  12.1 はじめに:考え方であって,マニュアルではない

  12.2 まずモデルを選ぼう:詳細なモデルか,簡易版か

  12.3 「基本的な」シミュレーションはダイナミクスを模倣する

  12.4 メトロポリス・モンテカルロ法:基本的な方法とそのバリエーション

  12.5 別の基本的な方法:再重み付け(リウェイティング)とそのバリエーション

  12.6 離散状態のシミュレーション

  12.7 どのように平衡系のシミュレーションの質を判断するか

  12.8 自由エネルギーとPMFの計算

  12.9 経路アンサンブル:軌道をサンプリングする

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