• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2009 Fiscal Year Annual Research Report

FMO法に基づく計算手法とプログラムの発展的開発

Research Project

Project/Area Number 20038044
Research InstitutionRikkyo University

Principal Investigator

望月 祐志  Rikkyo University, 理学部, 教授 (00434209)

Keywordsフラグメント / 分子軌道法 / 電子相関 / 分子動力学シミュレーション / 結合クラスター展開 / 多体摂動論 / 水和凝集系 / 並列処理
Research Abstract

本研究は、FMO法の発展的開発を電子相関計算と分子動力学シミュレーション(FMO-MD)の二つの軸線を取って展開している。各々の平成21年度の成果概要を以下にまとめる。
電子相関計算では、golden standardといえるCCSD(T)まで計算可能なファイルレス並列化エンジンの独自開発に成功したことがハイライトと言える。多電子論では下位の近似は系統的に導出されるので、その特徴を活かしてQCISD(T)やMP4(SDQ)などもキーワード指定でそのまま実行出来る。実行速度的には世界水準をクリアしており、さらにFMO計算との連携も既に取れているために、実タンパク質への応用も出来ている。一例を挙げると、HIV-1プロテアーゼ(198残基)に阻害剤が結合した系のFMO-CCD/6-31G計算が64コアのPCクラスター上でも6日間で完走するレベルであり、かっては想像すら出来なかったタンパク質のCC計算が本研究によって実現されたインパクトは極めて大きい。励起状態の計算では、CIS(D)の繰込み修正を発展させた他、計算コストを低減しつつ精度を保持する新しいアプローチとして2体および3体の励起エネルギー補正法を実装し、蛍光タンパク質群についてテスト計算を行って良好な結果を得た。
FMO-MD関係では、3体のエネルギーと力の補正を実装し、水和系のシミュレーションの信頼性を大幅に改善することに成功した。応用例を示すと、Zn(II)イオンに64個の水を水和させた液滴モデルをHF/6-31Gレベルでシミュレーションしたところ、コレまでの2体ではZn-0距離の平均値は2.09A、3体では2.05Aとなり、実験値の2.06±0.02Aとの対応において後者が勝ることは明らかである。また、懸案であったMP2のエネルギー微分計算の高速並列エンジンの開発にも成功しており、FMO-MDの信頼性が電子相関導入の点からも高められた。

  • Research Products

    (4 results)

All 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Three-body expansion and generalized dynamic fragmentation improve the fragment molecular orbital-based molecular dynamics(FMO-MD)2010

    • Author(s)
      Y.Komeiji*, Y.Mochizuki, T.Nakano
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 484

      Pages: 380-386

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fragment molecular orbital-based molecular dynamics(FMO-MD) simulations on hydrated Zn(II) ion2010

    • Author(s)
      T.Fujiwara, Y.Mochizuki*, Y.Komeiji, T.Nakano, Y.Okiyama, H.Mori, E.Miyoshi
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 490

      Pages: 41-45

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accuracy of fragmentation in ab initio calculations of hydrated sodium2009

    • Author(s)
      T.Fujita*, K.Fukuzawa, Y.Mochizuki, T.Nakano, S.Tanaka
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 478

      Pages: 295-300

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Large-scale correlated calculations with fragment molecular orbital scheme2009

    • Author(s)
      Y.Mochizuki
    • Organizer
      CESTC2009
    • Place of Presentation
      Dobogoko, Hungary
    • Year and Date
      2009-09-26

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi