オーダーN法第一原理計算手法を導入したタンパク質機能制御分子最適化手法の基盤構築

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22790122
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 創薬化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 大塚 教雄 独立行政法人理化学研究所, 計算分子設計研究グループ, 研究員 (30465968)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: インシリコ創薬 / オーダーN法 / 第一原理計算 / 密度汎関数法 / 分子間相互作用 / 結合親和性

研究概要

インシリコ創薬における化合物最適化過程で導入されている電子状態計算に対し、我々が開発してきたオーダーN 法第一原理計算手法を導入し、タンパク質-タンパク質機能制御分子複合体といった複雑系に適用する事に成功した。他の大規模系電子状態計算と共に結合親和エネルギー計算を行い性能評価をした。またタンパク質-制御分子複合体まるごとの構造最適化計算に成功し、構造緩和の効果として、制御分子周辺の構造緩和とタンパク全体の側鎖構造変化が大きい事が分かった。

研究成果

• [雑誌論文] A quantum chemistry study of Ds-Pa unnatural DNA base pair (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Otsuka, T. Miyazaki
  • 雑誌名: Int. J. Quantum Chem 巻: 113 ページ: 504-509
• [雑誌論文] Structural relaxation and binding energy calculations of FK506 inding protein complexes using the large-scale DFT code CONQUEST
  • 著者名/発表者名: T. Otsuka, N. Okimoto, M. Taiji, D. R. Bowler, T. Miyazaki
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: (in press)
• [学会発表] Structure relaxation and binding energy calculations of FK506 binding protein complexes using order-N DFT code CONQUEST (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Otsuka, N. Okimoto, M. Taiji, D. R. Bowler, T. Miyazaki
  • 学会等名: Conference on Computational Physics
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-10-14
• [学会発表] 人工塩基対を含んだDNA 系に対する塩基対間相互作用の評価と超大規模計算に向けた試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 大塚 教雄, 有田 通明, D. R. Bowler, 宮崎 剛
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学, 東京
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Structure relaxation and binding energy calculations of FKBP complexes using linear-scaling DFT code CONQUEST (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Otsuka, N. Okimoto, M. Taiji, D. R. Bowler, T. Miyazaki
  • 学会等名: Theory and Applications of Computational Chemistry
  • 発表場所: Pavia, Italy
  • 年月日: 2012-09-02
• [学会発表] Binding energy calculations of FKBP complexes using linear-scaling DFT code CONQUEST (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Otsuka, T. Miyazaki, N. Okimoto, M. Taiji, D. R. Bowler, M. J. Gillan
  • 学会等名: Quantum Systems for Chemistry and Physics
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Theoretical study on hydrated DNA systems by linear-scaling DFT code CONQUEST (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Otsuka, T. Miyazaki, D. R. Bowler, M. J. Gillan
  • 学会等名: The Seventh Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-04
• [学会発表] オーダーN 法DFT 計算プログラムの開発とDNA 系に対する適用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大塚 教雄, 宮崎 剛, D. R. Bowler, M. J. Gillan
  • 学会等名: 次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発第5回公開シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2011-02-23
• [学会発表] Binding energy calculations of FKBP complexes using the order-N DFT code CONQUEST (2011)
  • 著者名/発表者名: 大塚 教雄, 宮崎 剛, 沖本 憲明, 泰地真弘人, David R. Bowler, Michael J. Gillan
  • 学会等名: 第3回バイオスーパーコンピューティングシンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2011-02-22
• [学会発表] オーダーN法第一原理計算を用いたDNA系の全エネルギーと力計算 -古典力場計算との比較- (2010)
  • 著者名/発表者名: 大塚 教雄, 宮崎 剛, D. R. Bowler, M. J. Gillan
  • 学会等名: 第24回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Structure relaxation of FKBP(FK506 binding protein) complexes using the order-N DFT code CONQUEST (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Otsuka, T. Miyazaki, N. Okimoto, M. Taiji, D. R. Bowler, M. J. Gillan
  • 学会等名: Psi_k Conference 2010
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] オーダーN法第一原理計算によるDNA系の大規模計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大塚 教雄
  • 学会等名: 日本化学会第4回関東支部大会
  • 発表場所: 筑波大学(つくば)
  • 年月日: 2010-08-31
• [学会発表] オーダーN法第一原理計算を用いたDNA系の全エネルギーと力の計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大塚 教雄, 宮崎 剛, D. R. Bowler, M. J. Gillan
  • 学会等名: シンポジウム「電子状態の新機軸」
  • 発表場所: 分子科学研究所(岡崎)
  • 年月日: 2010-08-10