2017 Fiscal Year Research-status Report
大規模電子状態計算を基軸とした遷移状態アナログ分子設計法の技術構築
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16KT0168
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
大塚 教雄 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (30465968)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 遷移状態探索 / 大規模電子状態計算 / インシリコ創薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、大規模電子状態計算を用いて、創薬分野の実験技法である「遷移状態アナログ」分子による化学反応制御法に対して、理論計算による設計指針の提案とその技術化（インシリコ創薬技術化）する事を目的としている。本研究課題を通して、創薬分野の実験技法である「遷移状態アナログ」分子の設計思想を、大規模電子状態計算と遷移状態探索法を組み合わせることで、インシリコ創薬技術の開拓に向けて取り組むという実験と理論の両思想を相補的に活用し問題解決を目指すものである。本研究の生体分子－反応制御分子系として、ヒストン－ヒストン修飾制御分子系に適用する。具体的な手順を以下に示す：①ヒストン修飾反応前後の構造を決定する。②その初期構造を用いて、NEB法を用いた電子状態計算から遷移状態（近傍）と反応経路を求める。③遷移状態（近傍）の構造の電子状態解析を行い、有意なデータより理論の構築や分子設計指針を検討する。④手順③の情報の有意データから分子設計指針を検討する。
平成29年度は、大規模電子状態計算と遷移状態探索法の結合手法より求められた活性化エネルギーの数値的検討から、大規模電子状態計算で用いられている計算条件（PBE交換相関汎関数）に関して、十分な精度検証が必要である事が分かった。この精度検証のため、遷移状態探索計算プログラムを量子化学計算ソフトウェア（NWChemとGaussian）上で稼働できるように実装とテスト計算を行った。また、大規模電子状態計算における計算条件として、非自己無撞着場の検討も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
①大規模電子状態計算と遷移状態探索法の結合手法の活性化エネルギー検証から、大規模電子状態計算における計算条件に伴う精度検証が必要となったため。
②この精度検証のため、移状態探索計算プログラムを量子化学計算ソフトウェアへ対応させる実装に時間を要したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
大規模電子状態計算と量子化学計算の計算精度の検証から、研究計画にあるデータ蓄積の方法の改善を含め検討していく。
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| Causes of Carryover |
適切に使用したが差額が生じたため。次年度では、得られた結果をまとめ、適切な研究会や会議等に発表参加する予定である。
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