生体高分子のためのマルチレベル統合フラグメント分子軌道法の開発

• 研究課題/領域番号: 20350004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 北浦 和夫 京都大学, 薬学研究科, 教授 (30132723)
• 研究分担者: 仲西 功 近畿大学, 薬学部, 教授 (10362576)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円); 2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2009年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2008年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 生体高分子 / 電子状態計算法 / フラグメント分子軌道法 / 量子・古典融合法 / 溶媒の連続誘電体モデル / 電子状態計算 / FMO法 / 分子シミュレーション

研究概要

フラグメント分子軌道(FMO)法と有効フラグメントポテンシャル(EFP)法や古典力場(MM)との融合法、さらに溶媒の連続誘電体モデル(PCM)とを融合したマルチレベル統合FMO 法を開発した。この方法により、水溶液中のタンパク質やタンパク質-リガンド複合体の高速な計算が可能になり、生体高分子のシミュレーション研究に貢献するすることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Systematic Study of the Embedding Potential Description in the Fragment Molecular Orbital Method (2010)
  • 著者名/発表者名: D.G.Fedorov, L.V.Slipchenko, K.Kitaura
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 巻: 114 ページ: 8742-8753
  • 査読あり
• [雑誌論文] A combined effective potential-fragment molecular orbital method. I. The energy expression and initial applications (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nagata, D.G.Fedorov, K.Kitaura, M.S.Gordon
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 131 ページ: 24101-24112
  • 査読あり
• [雑誌論文] A combined effective potential-fragment molecular orbital method. I. The energy expression and initial applications (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nagata, D.G.Fedorov, K.Kitaura, M.S.Gordon
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 13 ページ: 24101-24112
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of the exchange in the embedding electrostatic potential for the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: D.G.Fedorov, K.Kitaura
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 13 ページ: 171106-171109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Derivatives of the approximated electrostatic potentials in the fragment molecular orbital method (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nagata, Dmitri G. Fedorov, Kazuo Kitaura
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A combined effective fragment potential-fragment molecular orbital method II. Analytic gradient and application to the geometry optimization of solvated tetraglycine and chignolin
  • 著者名/発表者名: T.Nagata, D.G.Fedorov, T.Sawada, K.Kitaura, M.S.Gordon
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 134 in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fully analytic gradient in the fragment molecular orbital method
  • 著者名/発表者名: T.Nagata, K.Brorsen, D.G.Fedorov, K.Kitaura, M.S.Gordon
  • 雑誌名: J.Cehm.Phys. 134 in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] A combined effective fragment potential-fragment molecular orbital method II.Analytic gradient and application to the geometry optimization of solvated tetraglycine and chignolin
  • 著者名/発表者名: T.Nagata, D.G.Fedorov, T.Sawada, K.Kitaura, M.S.Gordon
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 134(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fully analytic gradient in the fragment molecular orbital method
  • 著者名/発表者名: T.Nagata, K.Brorsen, D.G.Fedorov, K.Kitaura, M.S.Gordon
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 134(印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Geometry Optimization of Protein-Ligand Complexes using the Fragment Molecular Orbital Method Combined with Molecular Mechanics (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitaura
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honololu.
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Geometry Optimization of Protein-Ligand Complexes using the Fragment Molecular Orbital Method Combined with Molecular Mechanics (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitaura
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu Convension Center(Honolulu, USA)
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Binding free energy calculations of protein-ligand complexes using the fragment molecular orbital method combined with continuum solvent model (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitaura
  • 学会等名: 238^<th> ACS National Meeting
  • 発表場所: Washinton DC.
  • 年月日: 2009-08-19
• [学会発表] Binding free energy calculations of protein-ligand complexes using the fragment molecular orbital method combined with continuum solvent model (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitaura
  • 学会等名: 238th ACS National Meeting
  • 発表場所: Washintongton DC. USA
  • 年月日: 2009-08-19
• [学会発表] Electronic structure calculations of proteins using the fragment molecular orbital method (2008)
  • 著者名/発表者名: 北浦和夫
  • 学会等名: TSRC workshop on Many-Body Interactions : From Quantum Mechanics to Force Fields
  • 発表場所: Telluride. USA
  • 年月日: 2008-07-10
• [図書] Detailed Electronic Structure Studies Revealing the Nature of Protein-Ligand Binding, in "The Fragment Molecular Orbital Method : Practical Applications to Large Molecular Systems",(D.G. Fedorov, K.Kitaura (Eds.))(Boca Raton) (2009)
  • 著者名/発表者名: I.Nakanishi, D.G.Fedorov, K.Kitaura
  • 出版者: CRC press
• [図書] Theoretical Background of the fragment Molecular Orbital (FMO) Method and Its Implementation in GAMESS, in "The Fragment Molecular Orbital Method : Practical Application to Large Molecular Systems",(D.G.Fedorov, K.Kitaura(Eds.)) (2009)
  • 著者名/発表者名: D.G.Fedorov, K.Kitaura
  • 出版者: CRC press
• [図書] The fragment molecular orbital method : Practical applications to large molecular systems (2009)
  • 著者名/発表者名: D.G.Fedorov, K.Kitaura 編
  • 総ページ数: 276
  • 出版者: CRC Press
• [備考] ホームページ等