| 研究課題/領域番号 |
16K05517
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 (2018-2019)
大阪大学 (2016-2017) |
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研究代表者 |
肥後 順一 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 特任教授 (80265719)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 分子動力学シミュレーション / 自由エネルギー計算 / 状態遷移 / 反応座標 / 多次元 / AI / GA / 生体高分子 / 構造変化 / 速度定数 / 遷移確率 / 自由エネルギー地形 / 仮装系 / 自由エネルギー / 効率的サンプリング / カノニカルサンプリング / 平衡定数 / アダプティブアンブレラ / 構造サンプリング / generalized ensemble / enhanced sampling / 生物物理一般 / 分子動力学 / 平衡論 / 速度論 |
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| 研究成果の概要 |
蛋白質系の構造変化に関する平衡定数が効率的に得られる generalized ensemble (GE) 法から速度定数を求めることを試みた。求める式を定式化した。しかし、GE 法は常に系にバイアスをかけ続ける必要があり、厳密に平衡定数を求められるのは、ごく小さな構造変化までだということが判明した。そこで、系にバイアスをかけることがない GE 法（mD-VcMD 法）を開発することに方針変換した。
その結果はいくつかの論文として発表した。さらに科研費の期間終了後も、mD-VcMD 法に AI 手法を応用する手法を開発した（現在論文投稿中）。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
当研究課題によって、新たな効率的構造探索法である GA-based multi-dimensional virtual-system coupled molecular dynamics (GA-based mD-VcMD) simulation 法を開発した。この手法は、すでに分子動力学 (MD) プログラム（gromacs や omegegine/myPrestyo）に実装して動くようになっている。この手法を用いて、薬物候補化合物と受容体蛋白質との複合体構造予測の研究を行い、実験で得られた複合体構造との一致を確認した。今後、創薬をはじめとした研究に利用されることが期待できる。
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