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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

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0168
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 遷移状態制御
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

大塚 教雄  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (30465968)

研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード遷移状態アナログ / 大規模電子状態計算 / Nudged Elastic Band法 / order-N / ヒストン / シトクロムP450 / 遷移状態探索 / 大規模電子状態 / インシリコ創薬 / 反応性部位 / 反応部位予測 / 分子設計
研究成果の概要

創薬分野の実験技法にある「遷移状態アナログ」分子による化学反応制御法に対して、電子状態計算と遷移状態探索法を組み合わせた手法を導入することで、「遷移状態アナログ」分子の設計思想を理論計算によるインシリコ創薬技術化を試みた。ヒストン-ヒストン化学修飾制御分子を例として取り上げ、実験的な成功点に対して、理論計算的な解釈を与え、また、新しい制御分子を設計するための情報を蓄積した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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み、実験と理論の両思想を相補的に活用し、実験技術を理論計算技術化していくことは将来の分子設計に非常に役立つと考える。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Quantum chemical analysis of reaction indices and reaction path for drug molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Takao Otsuka、Noriaki Okimoto、Hiroaki Saito、Makoto Taiji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1290 号: 1 ページ: 012021-012021

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1290/1/012021

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum chemical analysis of reaction indices and reaction path for drug molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Takao Otsuka, Noriaki Okimoto, Hiroaki Saito, Makoto Taiji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of order-N first-principles DFT calculations with temperature controlled molecular dynamics to biomolecular system2018

    • 著者名/発表者名
      Takao Otsuka, Makoto Taiji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1136 ページ: 012025-012025

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1136/1/012025

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Linear-scaling first-principles molecular dynamics of complex biological systems with the CONQUEST code2016

    • 著者名/発表者名
      Takao Otsuka, Makoto Taiji, David R. Bowler, Tsuyoshi Miyazaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55

    • NAID

      210000147203

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 量子化学計算による薬物分子の代謝反応性部位と初期反応過程に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      大塚教雄、沖本憲明、齋藤大明、泰地真弘人
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会2019名古屋
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Quantum chemical analysis of reaction indices and reaction path for drug molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Takao Otsuka, Noriaki Okimoto, Hiroaki Saito, Makoto Taiji
    • 学会等名
      XXX IUPAP Conference on Computational Physics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of order-N first-principles DFT calculations with temperature controlled molecular dynamics to biomolecular system2017

    • 著者名/発表者名
      Takao Otsuka, Makoto Taiji, David R. Bowler, Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      XXIX IUPAP Conference on Computational Physics, CCP2017, Paris
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constant temperature order-N first-principles molecular dynamics calculations of biomolecular system and short-time behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Takao Otsuka, Makoto Taiji, David R. Bowler, Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、つくば
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-07-20   更新日: 2023-03-08  

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