2004 Fiscal Year Annual Research Report

理論的に導かれた量子力学/分子力学(QM/MM)法の開発と酵素反応への応用

Research Project

Project/Area Number	16750143
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	安田耕二名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (70293686)
Keywords	分子力学 / 量子力学
Research Abstract	(1)QM/MM法を理論的に導き改良した。分子の全波動関数を部分系密度行列の固有関数で展開し、全波動関数を最速展開する事で、分子の一部の電子自由度のみを含む、有効ハミルトニアンを導く方法を提案した。展開演算子系を適切に選ぶと、この有効ハミルトニアンは主要部分として古典ハミルトニアンを含むので、QM/MM法が自然に導かれる。メチル基を表す1電子モデルハミルトニアンを導き、簡単な分子に使うと、相対エネルギー,ポテンシャル面、電荷分布を、link atom法をはるかに凌駕する、高い精度で再現した。エネルギー誤差は1kcal/mol程度であり、典型的な生体内反応のエネルギースケールより十分小さい。以上の結果をまとめ、投稿した。 (2)2電子積分計算プログラムの高速化自己無撞着法(SCF法)の実質的な律速段階である、2電子積分の計算を高速化するため、プログラムの改良を行った。プログラムをなるべく簡潔にする事で、キャッシュ上にプログラムと必要な全データが収まるよう工夫した。