2005 Fiscal Year Annual Research Report
蛋白質の全電子計算手法を統合した高精度分子動力学シミュレーション法の開発
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17510156
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
斎藤 稔 弘前大学, 理工学部, 教授 (60196011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡崎 功 弘前大学, 理工学部, 講師 (60332491)
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| Keywords | 蛋白質 / 原子電荷 / 分子動力学シミュレーション / 非経験的全電子計算 / 局在化軌道 / 疑似カノニカル分子軌道 / 力場パラメタ |
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| Research Abstract |
本研究課題では、バイオインフォマティクス分野の二つの主要な計算手法である蛋白質の分子動力学(MD)シミュレーションと蛋白質の非経験的全電子状態計算とを融合することによって、従来のMDシミュレーションの精度を高めることである。具体的には、蛋白質の全電子状態計算にはプログラムProteinDF(研究分担者が開発に携わった)を、そしてMDシミュレーションにはプログラムCOSMOS90(研究代表者が開発した)を使用し、両プログラムを融合することによって、蛋白質の全電子状態計算をMDシミュレーションの数千ステップ毎に行う。
当初の計画では、第一段階でCOSMOS90とProteinDFとの統合モジュールの開発を、第二段階でProteinDFによる原子電荷計算モジュールの開発を行う計画であった。しかし、第二段階の新しい試み(局在化軌道による原子電荷の計算)が成功するか否かによって、研究計画全体が達成できるか否かが決まるために、まず、第二段階の研究に着手することにした。
ProteinDFの開発を現在推進している佐藤ら二名(東大生産研)を、本研究課題の旅費を使って弘前大学に招き、本研究課題の代表者と分担者とを交えた四名による議論を行った。更に、佐藤らの協力を得て、ProteinDFを弘前大学のPCクラスタ(8ノード)に移植し、正常に動作させることができた。
ProteinDFを用いて小ペプチド(グリシン12残基)の非経験的全電子状態計算を行って、ペプチドの一部のアミノ酸の原子電荷を決定するために、まず、アミノ酸毎の局在化軌道をProteinDFによって作り出した。この局在化軌道からアミノ酸毎の電子密度分布を得た。この電子密度分布が周囲に作り出す静電ポテンシャルを再現するようにESP電荷をMerz-Kollman-Singh(MKS)法により求めることに成功した。現在、ESP電荷の計算精度の詳細な検討を行っている。
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Research Products
(1 results)
