相互作用エネルギー成分分割解析機能PIEDAの実装とタンパク質-リガンド間の相互作用解析

抄録

フラグメント分子軌道(Fragment Molecular Orbital; FMO)法はタンパク質などの巨大分子の電子状態計算を可能にする方法であり，FMO計算によって得られるフラグメント間相互作用エネルギー(Inter Fragment Interaction Energy; IFIE)がタンパク質-リガンド間相互作用などを理解する上で有用であるため創薬研究などに用いられている．本研究ではFMO計算プログラムABINIT-MP及びそのプリポストBioStation Viewerに，IFIEを静電相互作用エネルギー(ES)，交換反発エネルギー(EX)，電荷移動相互作用エネルギー(CT+mix)，分散エネルギー(DI)の4つのエネルギー成分に分割・解析できる機能PIEDA (Pair Interaction Energy Decomposition Analysis)を実装し，複数のタンパク質-リガンド系で実証計算を行った．その結果，ノイラミニダーゼ-オセルタミビル，EGFRチロシンキナーゼ-エルロチニブ，エストロゲン受容体-リガンド複合体の3つの系がそれぞれ異なる特徴的なタンパク質-リガンド間相互作用を持っていることが示され，IFIEを各エネルギー成分に分割して評価できるPIEDAの有用性が示された．