反復構造を持つ高分子に対する分子動力学計算のためのパラメータ設定支援プログラムo2pの開発

抄録

Molecular dynamics (MD)の実行に必須の結合角や電荷などのパラメータセット(力場)がライブラリに存在しない場合，力場の量子力学計算による算出やパラメータ自動生成ツールの活用という手法が用いられる．しかし，これらの手法は原子数の多い高分子の場合には適していない．そこで，3つの単位構造(両末端の単位と中央部の繰り返し単位)を含むオリゴマーの力場を算出し，それらをポリマー形式(両末端部+中央部 × n)に変換し対処することがよく行われる．しかしながら，変換は手作業にならざるを得ず，非効率的でヒューマンエラーの恐れもある．そこで，反復構造を持つ高分子に対するMDを簡便かつ確実に実行すべく，分子動力学ソフトとして汎用されているGromacs用の力場変換半自動化プログラムo2pを開発した．開発にあたっては，作業負荷の低減と時間短縮を意図してGUIを積極的に取り入れた．また，複雑なファイル変換過程を自動化することによってヒューマンエラーの一掃を目指した．本プログラムにより変換したファイルを用いてノナン中のアミロース分子を想定した系でMDを実行したところ，実験による報告と同じく左巻きの一重らせん構造が形成され，プログラムが有効に動作していることを確認した．