ケモインフォマティクス討論会予稿集
第37回情報化学討論会 豊橋
選択された号の論文の50件中1~50を表示しています
事務局から
プログラム
招待講演
特別講演
  • 三好 建正
    p. S2
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    データ同化は、計算機上のシミュレーションと現実世界のデータをつなぐ学際的科学であり、気象シミュレーションでは天気予報の精度を左右する重要な役割を果たす。シミュレーションは大規模化し、センサ技術は進化し続ける。データ同化は、これら双方の大容量かつ高速なビッグデータを扱う。雲の一つ一つを表現する高精細シミュレーションに、30秒毎に変化するダイナミックな気象を捉えるフェーズドアレイ気象レーダーや新しい静止気象衛星ひまわり8号による最新の気象観測データを同化する「ビッグデータ同化」の技術革新により、近年多発するゲリラ豪雨を予測する取り組みを紹介する。
口頭発表
  • 小畑 繁昭, 後藤 仁志
    p. O01
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    分子構造の情報からその分子の結晶構造を予測するシミュレーション技術は,新規医薬医薬品や新規機能材料の開発において非常に有用な理論的な指針を与えると期待できる.そこで我々は,結晶構造予測を実現するシミュレーション技術を開発した.本研究では,14種の有機分子について結晶構造を予測し,実験構造と比較することで開発技術の有用性や問題点について検討した.また,結晶構造予測シミュレーションのための並列化手法を開発し,予測シミュレーションの高速化を図った.
  • 堀 憲次
    p. O02
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    QMRDBは、WebベースでPostgreSQLを用いた量子化学計算に関するデータベースとして開発を行っている。分子名、キーワード検索に 加え、Open Babelを用いた構造検索も可能となっている。検索結果は、Webブラウザに埋め込まれたJSmolにより、キーワード等と共に表示される。本研究で は、保存するデータの形式を工夫することで遷移状態データベース(TSDB)の開発に応用したので、その詳細について述べる。
  • 早瀬 修一, 野上 敏材, 伊藤 敏幸
    p. O03
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    置換基による一個の分子に対する構造改変が分子集団の巨視的物性に与える効果を予測できるかという問は,化学における基本的な問題の一つである.イオン液体の物性に対する置換基効果のなかには,分子間相互作用の配座依存性を示唆するものが存在する.我々は,配座の影響を考慮した分子間相互作用を持つ分子集団の状態和を,平均場Pottsモデルを用いて計算した.その結果,平均場Pottsモデルの秩序変数がゼロでない値を持つための特性温度が存在し,その特性温度が相互作用行列の成分に依存すること,を見いだした.さらに検討を進めると,その特性温度近傍での系の秩序変数の振舞が,配座エネルギーの大小関係によって決まることがわかった.
  • 村岡 伸哉, 上野 豊, 佐藤 哲大, 小野 直亮, 杉浦 忠男, 金谷 重彦
    p. O04
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    生体内高分子の反応を可視化する分子アニメーション作成には、静的な分子モデルが採用され、分子の動的な特性を考慮しにくいのが現状である。本研究では、高分子の基準振動解析の結果を用い、熱揺らぎを考慮した動的なモデルを構築する手法を考案したので、その結果について議論したい。
  • 玉木 竜二, 関野 秀男
    p. O05
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    波動関数は3次元の物理空間上に値をもり4次元のデータになるので、そのままでは視認出来る形で可視化するのは困難である。そこで波動関数を任意の2次元物理空間上に射影することによって、波動関数を可視化した。本研究では実時間処理と部分空間射影に焦点をおいた方法を用い、分子量子情報の認知的有効伝達を図る。
  • 細矢 治夫
    p. O06
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    現在世界的に流布している有機化学の成書や教科書の中で、不飽和共役炭化水素に関 する交差共役(cross conjugation)の概念の重要性について説いてあるものはほとんどない。演者は、グラフ理論的分子軌道法による解析を行った結果、この概念が有機電 子論の基礎的な裏付けに重要な役割を果たしていることを明らかにし、その適用限界の指摘も行うことができた。この理論は、芳香族性、反芳香族性の議論にまで展開することができる。なお、この議論はHMO法レベルのものであるが、より精度の高い理 論にも十分耐え得るものである
  • 重光 保博, 大賀 恭
    p. O07
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    反応速度の溶媒粘性依存性は、Kramers理論およびその拡張であるGrote-Hynes理論によって定式化されている。メタダイナミクス手法を用いて、アゾベンゼンのZ/E異性化反応速度の直接導出を試み、実験で得られたクラマース反転を再現した。
  • 成島 和男, 岩武 澄
    p. O08
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、フォトクロミック分子に照射した際、分子形状の変化を運動として取り出すフォトメカニカル材料が注目されている。我々は、動力学法やモンテカルロ法を用いることにより、オリゴマーと光子間の相互作用を物理的、および化学的に検討し、オリゴマーの動きを観察、考察する。
  • 岡本 晃澄, 石村 大海, 矢野 篤志, 野村 和哉, 栗田 典之
    p. O09
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    アルツハイマー病は認知症の中で最も多い症状であり、その発症にはアミロイドβタンパク質(Aβ)の脳内で の凝集が関係している。しかし、Aβの凝集機構は未解明な点が多く、より効果的なAβ凝集抑制剤を開発する 際のボトルネックになっている。本研究では、Aβの凝集機構の初期段階を解明するため、レプリカ交換MD法を用い、水中での Aβ(1--42)二量体の安定配座を広範囲に探索し、ab initioフラグメントMO計算を用い、最安定配座を決定した。さらに、フラグメントMO計算の結果から、一方の Aβ単量体のLys16ともう一方の単量体のN末端に含まれる負荷電アミノ酸間の静電引力相互作用が、二量体の安定化に重要で あることを明らかにした。また、それらのアミノ酸間には複数の水分子が存在しており、Aβの周囲に存在する水和水が Aβ二量体の安定化に寄与していることが、今回の分子シミュレーションにより明らかになった。
  • 山田 一作, 木下 聖子, 松原 正陽, 土屋 伸一郎, 新町 大輔, 藤田 晶大, 青木 信幸, 鹿内 俊秀, 鈴木 芳典, ソロビヨワ ...
    p. O10
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    糖鎖研究において産出された糖鎖データには様々な表現方法が存在しており、このことは近年のウェブ技術を利用したライフサイエンスデータベース間の連携の妨げとなっていた。そこで我々は、糖鎖構造に対する新たな表記法としてWURCS(Web3 Unique Representation of Carbohydrate Structures)を開発した。WURCSは、曖昧さを含むあらゆる糖鎖構造を一意に表せる線形表記法であり、URIとして利用可能である。併せて、糖鎖データベースの構造データからWURCSに変換するソフトウェアを開発した。これにより共通の糖鎖構造を含む分子の横断検索が可能となる。また、WURCS普及促進のためのWURCSWorkingGroupを組織し、国際標準化に向けた活動を行っている。
  • 藤田 眞作
    p. O11
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    4座骨格として,正四面体骨格,アレン骨格,エチレン骨格,オキシラン骨格,平面四角形骨格をとりあげ,これらの骨格に基づく群の階層について議論する.点群,RS-立体異性群,立体異性群,骨格異性群の階層を統一的に取り扱うために,骨格異性群として鏡映対称群を導入する.これまでは点群を対象としていたプロリガンド法を,これらの群に適用できるように拡張し,組み合わせ論的数え上げをおこなう.骨格の相異が立体化学命名法にどのように影響するかを論じる.
  • Jindalertudomdee Jira, 林田 守広, 趙 楊, 阿久津 達也
    p. O12
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    本研究ではこれまで開発してきた幅優先探索順の列挙手法を拡張し,各原子の数とナフタレン環の数を入力として,ナフタレン環を一つのノードに縮約したときに木構造となる化学構造を重複なくすべて列挙する手法を提案する.よく知られた列挙ツールであるMOLGENといくつかの入力に対して実行時間を比較し,閉路としてナフタレン環のみを含む場合に提案手法の実行効率が優れていることを示す.
  • 金谷 重彦, 森田 晶, 中村 由紀子, 佐藤 哲大, 小野 直亮, 杉浦 忠男, 桂樹 哲雄
    p. O13
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    生物間の関係の分子システムを二つのオミクス属性により直列に、さらには生薬配合の知識ベース(薬用植物知識ベース)を左側に配置した生物相互作用オミクスプラットフォームにより、化学生態学ならびに健康科学において必要とされるオーム科学の関係を記述できる。このプラットフォームを基礎においてKNApSAcK Family DBの開発を進めた。本発表では、メタボローム研究を中心としたオミックスデータベースKNApSAcK Familyを紹介する。
  • 松田 蓮, 有田 悦子, 大和田 真未, 日高 玲於, 斎藤 友梨, 山﨑 広之, 西端 芳彦
    p. O14
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    現在の日本の臨床試験情報提供サイトである「国立保健医療科学院の臨床研究(試験)情報検索」は、一般の国民・患者にとっては使いづらいと報告されている。我々は臨床研究(試験)情報検索の検索システムを改善するために,まずその問題点について調査を行った。また比較のため、米国の「ClinicalTrials.gov」についても同様に調査を行った。その結果、日本は同義語検索ができず、米国は同義語検索ができるが完全ではなかった。さらに、どちらも上位語・下位語検索はできなかった。そこで、我々は一般の国民・患者にとって必要な情報を見落としてしまう可能性を低くするために、同義語・上位語・下位語を利用した検索システムが必要であると考えた。そこで、医学用語シソーラスから抽出した辞書を用いて、同意語・下位語検索システムを開発した。その結果、 一般の国民・患者にとって有用な情報をヒットできることが確認できた。
  • 桂樹 哲雄, 小野 直亮, 佐藤 哲大, 杉浦 忠男, 金谷 重彦
    p. O15
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    代謝の動的シミュレーションを行うには、全代謝物の初期濃度と全代謝反応の反応係数があらかじめ設定されている必要がある。しかしながら、全代謝物の濃度を質量分析装置から得ることは困難であり、また、反応係数も既知とは限らない。そこで、実験から得られた代謝データをよく再現するパラメタを分散遺伝的アルゴリズムによって推定する手法を開発した。推定したパラメタを用いて確率的シミュレーションを行い、実験で観測されたシロイヌナズナのアミノ酸生成過程を再現した。分散遺伝的アルゴリズムにより推定されたパラメタを用いた場合、遺伝的アルゴリズムによるパラメタを用いた場合と比べて、より実験で観測された代謝の挙動に近い結果を得ることができた。開発した手法により、実験で観測された代謝の相対変化をシミュレーションでよく再現するだけでなく、実験でデータが得られなかった代謝物の挙動についても予測値を得られることが示された。
  • 金子 弘昌, 船津 公人
    p. O16
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    本発表ではクラス分類および回帰分析におけるアンサンブル学習に基づくモデルの適用範囲について議論する。回帰分析においては予測値のバイアスに注意する必要がある一方で適切な適用範囲を設定可能である。しかしクラス分類においては適用範囲が広く取られてしまう。そこで本研究ではアンサンブル学習とデータ密度を組み合わせた適用範囲の設定手法を提案する。データ密度に閾値を決め、新しいデータ周辺の密度がその値以下であればその予測値は信頼できない。閾値以上のデータのみアンサンブル学習によって求めた適用範囲により予測値の信頼性を検討する。まず数値シミュレーションデータを使用することでクラス分類においてアンサンブル学習に基づく適用範囲が広すぎることを示す。次に実際のデータを使用して提案手法の有効性を確認する。
  • 杉本 学, 吉田 直樹, 井手尾 俊宏, 岩根 陵, 黒木 孝行, 土井 龍大, 長屋 秀幸, 牧山 恵理香, 黒岩 公孝, 飯田 瑞貴
    p. O17
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    電子状態計算の結果を集積した分子データベースと、その中から分子を探索するツール、探索された分子に関する知識情報を探索するツール、探索され た分子群の共通の電子状態的特徴を自動的に解析するツールを含む分子情報システム開発プロジェクトの概要を議論する。分子データベースは、分子に 関する電子状態計算の結果をそのまま利用する。この結果に基づいて電子状態に関連するエネルギースペクトルを用いて、分子の類似性を評価すること とした。また、計算結果を機械学習的に相互比較することによって、実験結果を説明する重要因子が自動的に抽出される。このシステムを利用して、チ ロシナーゼ活性阻害剤の探索に関する具体例についても紹介する。
ポスター発表
  • 寺前 裕之, 丸尾 容子
    p. P01
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    エタノールアミン類は、二酸化炭素を吸着する物質として注目を集めているが、種々のコンフォーマーが存在する事が知られている。そこで高次元アルゴリズムを使ってエタノールアミンダイマーに水4分子を含めた構造最適化を行ったところプロトン移動に有利な構造が多数得られることがわかった。
  • 小田 彰史, 太田 公規, 遠藤 泰之, 福吉 修一
    p. P02
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    医薬品が薬物標的と結合する際、疎水性効果は重要な役割を果たす。ホウ素含有系のカルボランは、医薬品における疎水性部位として機能することが期待されている。一方で分子力学法においてはホウ素関連の力場パラメータが十分に用意されていないことも多く、古典力学的手法によるドラッグデザインには制限がある。そこで本研究では量子化学計算の結果に対するフィッティングによってカルボラン骨格に関連するAMBER力場パラメータを算出した。カルボランは多面体型の構造をとっているため、伸縮や二面角の回転について独立に行うことはできず、構造をわずかずつ動かした構造を作成し、それら全ての量子化学計算を行った。そして角度や距離といった構造的特徴を説明変数とし、量子化学計算によって得られたエネルギーを的変数とした重回帰によってパラメータを算出した。
  • 山本 茂義, 舘脇 洋
    p. P03
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    DyF分子について,3.0 eV以下の励起状態の電子状態を明らかにした.Dy(4f), (6s),(6p)スピノルをactiveとした参照空間から1・2電子励起を許して,4成分相対論CIを行った.約1億次元のCIをマルチコアプロセッサ用に並列化したKRCIプ ログラムで実行した.基底状態の主配置を(4f)9(6s)2,その上の4個の励起状態の主配置を(4f)10(6s)1と帰属した.2.5 eV付近の[19.3],[20.3]状(2.39 eV,2.52 eV)の主配置をMcCarthyら分光学と配位子場理論計算から(4f)9(6s)1(6p)1 とみなしているが,我々はReが3.88 auと大きいことなどから,(4f)10(6p)1と帰属した.
  • 三浦 智大, 加藤 博明
    p. P04
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    タンパク質のアミノ酸配列とその立体構造、及び機能との間には密接な関係があることは知られている。本研究では、中心残基とその対称な近傍残基の組み合わせに基づいたタンパク質配列特徴表現を提案するとともに、NCBI RefSeq(HUMAN)の35,665エントリ(総残基数19,864,982)を対象に、網羅的な回文ペプチドフラグメントデータベースを構築した。各サイズのすべての回文フラグメントは、その中心残基、のべ出現回数、出現エントリ数、構成アミノ酸種類数の情報とともに階層的に格納される。例えば、“PPGPP”のようなサイズ5の回文フラグメントの場合、6,213 / 8,000パターン(のべ157,481件)出現している。PROSITEモチーフパターンと、データベース内のフラグメントの特徴解析を試みた結果、共通のタンパク質ファミリーに関係する固有の回文フラグメントを見出すことができた。
  • 菅原 貴弘, 相田 美砂子
    p. P05
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    二価イオンはタンパク質の機能発現など様々な面において重要な役割を果たしている。金属イオンの水和構造及び水和エネルギーについて研究を行うことは、タンパク質において、金属イオンがどのような働きをしているかの解明に重要である。本研究は、Ca2+ , Mg2+ などの二価イオンに注目する。ab initio MO法計算を用いて、クラスター水和構造及び二体相互作用エネルギーを求め、QM/MM計算を用いて、液滴中における水和構造を求める。我々はクラスター水和構造と液滴中における水和構造を比較することによって、それらが必ずしも一致するわけではないということを明らかにする。
  • 上田 智弘, 川下 理日人, 岡本 晃典, 高木 達也
    p. P06
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    ウイルス感染症治療において薬剤耐性ウイルスの出現は避けられない問題であり、その対策として薬剤耐性の迅速な評価は重要な位置を占める。そこで薬剤耐性ウイルスの簡便な評価法として、対象とする蛋白質変異の情報と既知の結晶構造のみを用いたドッキングスタディによる手法を開発した。本発表では本手法の適用範囲を拡大することを目的としてHIV-1プロテアーゼ阻害薬であるアタザナビル及びインフルエンザのノイラミニダーゼ阻害薬であるオセルタミビルに本手法を適用した。未変異体及び29種類の変異体を含む30種類のHIV-1プロテアーゼに対して、アタザナビル耐性の評価を行ったところ、強い耐性を持つプロテアーゼについては十分に評価することができた。また、オセルタミビルとノイラミニダーゼについてはB型とH1N1、H3N2、H5N1亜型のそれぞれについて未変異体、弱耐性変異体、強耐性変異体の3種類の評価を行ったところ、B型とH1N1亜型の強耐性変異体については十分な評価ができた。
  • Amih Sagan, 田島 澄恵, 中山 尚史, 長嶋 雲兵, 寺前 裕之, 長岡 伸一
    p. P07
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    3中心結合を形成する最も単純な分子である等核3原子分子H3+、H3、H3-について、分子軌道法によりそれぞれの構造と電子状態を算出した。用いた計算方法はHF/6-311++G**である。H3+は正三角形構造、H3とH3-では直線構造を取る。この構造の違いは分子軌道の性質から説明することができる。また、それぞれの構造、軌道エネルギー、全エネルギー、Mulliken電荷の角度依存性について示した。
  • 中西 伸介, 岡田 裕規, 森脇 寛智, 西脇 敬二, 中村 真也, 木下 誉富, 大石 真也, 大野 浩章, 藤井 信孝, 仲西 功
    p. P08
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    医薬品の設計研究において、既存の化合物にメチル基や塩素原子を導入することにより活性が大きく向上することがある。しかしながら、極微小な構造変化による大きな活性変化はSBDDを用いても構造情報だけから予測することは困難である。したがって、このような化合物を見出すには、結合自由エネルギーを指標とした網羅的な化合物探索が有効と考えられる。そこで本研究ではセリン/スレオニンキナーゼの一種であるProtein kinase CK2 をターゲットタンパク質とし、既知阻害剤の活性向上を目的に網羅的に塩素原子を導入した化合物の活性を熱力学積分法により予測した。その結果、一部の化合物において活性が10倍程度向上すると予測されたため、これらの化合物について合成、活性評価および構造活性相関解析を行った。
  • 中川 陽子, Chanthamath Soda, 中山 尚史, 後藤 仁志, 柴富 一孝, 岩佐 精二
    p. P09
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    我々が独自に開発したRu-Pheox触媒は非常に高い触媒活性を持ち、分子内環化反応により高収率・高エナンチオ選択的にシクロプロパン化合物を生成する。本研究では、計算化学の支援を得てRu-Pheox触媒による不斉分子内シクロプロパン化反応の遷移状態に関する計算化学的解析を行い、その不斉発現のメカニズムを解明した。
  • 髙岡 雄司
    p. P10
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    ファーマコフォアモデルの構築とそれを満たす化合物の検索は、リード化合物の探索や最適化において重要な役割を果たしてきた。しかしながら、特にリガンドの重ね合わせに基づくモデルの構築においては、そのアルゴリズムの理解なしに正しい入力化合物の選択は難しく、良いモデルを構築する事は困難であると考えられる。そこでBIOVIAのDiscovery Studioで採用されているアルゴリズムを概説し、そこから示唆される入力化合物選択における注意点を示した。
  • 杉本 拓也, 水島 達朗, 岡本 晃澄, 栗田 典之
    p. P11
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、新規な多孔質材料として、多孔性金属錯体(Metal Organic Frameworks:MOF)が注目されている。MOFは、金属イオンと有機配位子が配位結合によって交互に結び付き、錯体構造を形成する。錯体形成に用いられる金属イオンや有機配位子には様々な種類が存在し、それらを組み合わせることで多種多様なMOFを生成することができる。本研究では、様々な有機配位子を用い、MOFの最小単位の構造を作成し、密度汎関数法により安定構造を求めた。さらに、フラグメントMO計算により、金属と配位子間の相互作用を解析し、どのような構造の有機配位子が、MOF構造をより安定化するかを明らかにした。その結果を基により安定なMOF構造を形成できる新規有機配位子を提案した。
  • 松下 祐貴, 島村 香菜子, 大石 叡人, 大山 達也, 栗田 典之
    p. P12
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    生体内では、転写と翻訳の過程を通し、DNAの遺伝情報を基にタンパク質が生成されている。転写機構は様々なタンパク質により効率的に制御されているが、アレルギーやガンは転写機構の制御に障害が起こり、悪性タンパク質が生成されることが原因の一部とされ、転写制御機構を解明する必要性がある。我々は、転写制御タンパク質ラクトースリプレッサー(LacR)の転写制御のメカニズムを解明するため、古典分子動力学計算を用い、水中でのLacRの構造変化を解析し、リガンド結合がLacRの構造に及ぼす影響を明らかにした。さらに、ab initioフラグメントMO計算により、LacRとリガンド間またはLacRとDNA間の電子状態を解析しそれぞれの結合に重要なアミノ酸を特定した。
  • 濱田 信次, 森本 沙也香, 関野 秀男
    p. P13
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、密度行列埋め込み理論とよばれる動的平均場理論のある種の簡易版が提唱されており、これを6角格子のHubbard Modelに適用してグラフェンの電子状態の理解を試みた。
  • 村川 孟, 鈴木 智也, Mahmud Tareq Hassan Khan, 栗田 典之
    p. P14
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    ブチリルコリンエステラーゼ(BChE)は海馬に多く存在し、情報伝達物質であるアセチルコリン(ACh)を加水分解する。BChEによるAChの分解反応を部分的に阻害する薬は、神経伝達物質の濃度上昇、及び神経信号の強化を促進する可能性がある。そのため、BChEの活性を阻害する様々なリガンドが提案されている。本研究では、Ab initioフラグメント分子軌道法を用い、BChEと阻害剤のKx間の特異的相互作用を電子レベルで解明した。また、BChEとKx間の結合に重要ないくつかのアミノ酸を明らかにした。その結果から、BChEにより強く結合する新規リガンドを提案した。
  • 池田 慎哉, 山口 翔大, 竹本 光義
    p. P15
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、危険薬物又はその類似物質が添加された危険ドラッグの使用による事件・事故が多発している。その対策として合成カンナビノイド類約800種類、カチノン類約500種類が包括指定という広範囲な規制をされた。これらの包括指定薬物の標準物質の多くは合成されていないため、標準物質との比較による同定が難しい。そこで密度汎関数法を用いてカンナビノイド類のMSスペクトルを予測する方法を考えた。この方法により予測したMSスペクトルをESI装置を備えたLC-MS/MSで測定した標準物質のMSスペクトルと比較した。
  • 水島 達朗, 門谷 隆史, 霞 知世, 小林 浩, 栗田 典之
    p. P16
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年の生化学実験ではさまざまなプロテアーゼの種類ががん浸潤や転移に重要な役割を果たすことが明らかにされた。これらのプロテアーゼの中でも、urokinase-type plasminogen activator (uPA)とがん細胞の表面に存在する受容体(uPAR)の結合ががん浸潤を引き起こす。従って、この結合を阻害することでがん浸潤や転移を抑制できると考えられる。本研究では、uPARのリガンドポケットを塞ぐ様々な種類のペプチドを作成した。FMO計算により、uPARとペプチド間の結合エネルギーを計算したところ、新規ペプチドはuPARに強く結合した。これらのペプチドはuPARのリガンドポケットを塞ぐことができ、uPARとuPAの結合を阻害する可能性がある。
  • 玉井 秀明, 奥津 尚子, 徳山 雄生, 前田 泰志, 栗田 典之, Sergiy Shulga, Victor I. Danilov
    p. P17
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    幾何学的構造とリン脂質分子のリポソームの熱的安定性について解明するために、8 種類の さまざまなリン脂質分子から構成される水中でのリポソームの理論的なシミュレーションを行った。粗子化(CG)モデルに基づいた分子力学シミュレーションを用いることにより、 溶媒和したリポソームの安定構造が得られた。さらに、それらの熱的安定性は、310K と 360K における CGモデルに基づく分子動力学(MD)シミュレーションにより検討した。100ns の CG-MD シミュレーションの結果は、リポソームの内側と外側の脂質分子の数が等しければ、360Kでも球形を保つことがわかった。リポソームの温度変化に対する構造変化の結果及び 比較についての詳細は、当日の研究ポスターにて発表する。
  • 高橋 崇宏, 江間 義則
    p. P18
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    化学気相堆積プロセスの研究開発の自動化を目指し、反応装置内部において原料ガスが気相反応と表面反応を経て薄膜となる反応機構を明らかにするための実験計画を自動的に立案するアルゴリズムを開発し、その詳細を解説した。そして提案する実験計画方法の妥当性と実行可能性を、仮想的な化学気相堆積プロセスを用いた例証によって示した。
  • 奥津 尚子, 玉井 秀明, 清水 栄佑, 栗田 典之
    p. P19
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    近年、放射線の人体への影響が深刻な問題となっている。放射線によって体内に生成されるラジカルはDNAと反応し、DNAの構 造へ大きな損傷を与える。したがって、DNAへのラジカルの反応機構を解析することは、放射線によって引き起こされるDNAの損 傷を明らかにするために重要である。本研究では、我々は密度汎関数計算により真空中、および水中でのG-C/A-T塩基対とラジカルの複合体の安定構造と反応機構の遷移状態を探索する。
  • 大棚 勇輝, 白井 剛, 金谷 重彦, Md. Altaf-Ul-Amin, 杉浦 忠男, 小野 直亮, 佐藤 哲大, 中村 由紀子, 桂樹 ...
    p. P20
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    オミックスに基づいた種分化に関するデータベースシステムを開発することはビッグデータバイオロジーにおいて最も重要なテーマである。この目的を達成するために、メタボロミクスに関する多くの研究に役立つKNApSAcK Family DBsは開発された。本研究では、ネットワークアルゴリズムに基づいた3次元構造と代謝物の生物活性間の関係性を分析するための手法を開発した。KNApSAcK Metabolite Activity DBで報告された2,072種の二次代謝産物と140種の生物活性から構成されたデータセットを本手法に適応すると、統計的に有意な983対の構造グループ-生物活性を得た。総じて、代謝物の3次元構造と生物活性間の関係を体系的に分析し、生物活性における化学構造の役割を検討した。
  • 林 亮子, 水関 博志
    p. P21
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    我々は決定木を用いて,簡単な例題について分子構造の自動分類を試みた.使用したデータはGaussian09を用いた構造最適化結果から原子間距離行列の一部を抜き出したものである.その結果,おおむね妥当と考えられる分類規則を自動的に得ることができた.
  • 千々岩 睦, 後藤 仁志
    p. P22
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    ディスプレイ上に表示された分子模型の空間操作は、キーボードや2D入力デバイスであるマウスを用いるため、モードを切り替えるなど複雑になりがちである。この問題を改善するため,まるで現実空間に存在するようにAR技術を用いて分子模型を表示し、表示された分子模型を「手」を使って空間操作できるようにした。本研究では,モーションコントローラの一つLeap Motionを利用することによって,当研究室で開発しているAR Molecular Viewerに独特の空間操作を実装することができた。その結果、実際に「手」を使ったよ動作で、ディスプレイ上の分子模型の拡大縮小や回転を行うことができるようになった。今後はより現実空間で立体模型を操作している感覚に近づくよう改良していく。
  • 横井 夕妃那, 関野 秀男, Alvaro Vazquez-Mayagoitia
    p. P23
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    光入射による光応答物性として、周波数依存の分子分極率を算定できることは重要である。入射光の周波数が共鳴周波数に近づくと、分極率は急激に増加することがわかっている。しかし、伝統的な基底関数であるLCAO基底は基底状態の表現に最適化されているため、励起状態の表現には向かない。そこで、本研究では、共鳴周波数帯における分子分極率算定の精度向上のために、多重解像度多重ウェーブレット基底関数を用いて周波数依存の分子分極率算定を行い、LCAO基底系であるGauss型基底を用いた算定値と比較して、その精度を検証した。また、時間依存摂動理論を用いて共鳴周波数帯における分子分極率発散緩和のメカニズムを実装し、結果を検証した。その結果、共鳴周波数帯では、より完全基底に近いGauss型基底関数による算定値と同等の結果が得られることが確認できた。
  • 井手尾 俊宏, 吉田 直樹, 杉本 学
    p. P24
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    計算化学の発展に伴い、様々な化学物質の電子状態情報を容易に得られるようになった。しかし、それらのデータを効率的に活用するためには、多く の計算結果を集積・整理し、必要なデータに焦点を当てて探索できる必要がある。そこで本研究では、計算結果を集積・整理する機能を備えたデータ ベースを構築し、さらに分子設計の補助とその実現を行なうシステムの実装を試みた。電子状態データベースとしての基本的な機能を実装するために、 (1) データベース開発 (2) 探索システム開発、(3) 分子設計機能開発、(4) 電子状態の自動解析機能の開発、(5)計算結果の自動収集機能の開発、(6) 分子設計システムの構築 を行なった。さらに、上記のシステムにより貯蓄された情報を応用するために、(1) 分子の分類への活用、(2) 機能類似分子の探索、(3) テキスト情報からの探索 を行なう機能も実装した。
  • 岩根 陵, 土井 龍大, 杉本 学
    p. P25
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    機能性分子の開発では、期待される性能を示す分子の探索が課題となる。分子を探索する一つの手法は類似性に注目するものであり、様々な類似性が重要な尺度として活用されている。本研究では電子状態計算で得られる量に基づいて分子の類似性を定量的に評価する手法を提案する。まず、電子状態計算より計算された基底状態および励起状態の電子状態準位や振動状態の情報から9種類の分子類似性記述子を定義した。これらの記述子をもとに、電子的類似度、振動類似度、量子化学的類似度を評価した。提案した評価法を5種のカロテノイドと11種の基本的な炭化水素化合物から成るトライアルセットに適用したところ、いずれの類似度を用いた場合でも、値の大小によってカロテノイドを分類することができた。
  • 長屋 秀幸, 黒岩 公孝, 井手尾 俊宏, 杉本 学
    p. P26
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    物質の特徴や用途などの知識情報に関するデータベースを開発をするため、電子化された文献から化合物に関する知識情報を抽出するソフトウェア を開発した。このソフトウェアは、論文に記載されている重要キーワードと化合物の名前を抽出するものである。この情報を数多くの文献を用 いて集積することによって、化合物と関連するキーワードを抽出できる。このキーワードには、物質の特徴や用途等の情報が含まれることが期 待できる。実際に無機化合物に関する800報の 文献を解析対象としてソフトウェアを応用したところ、論文のabstractに出現する重要単語を抽出することができた、特定の化合物を特徴付けるキーワードを自動的に提案することができた。
  • 土井 龍大, 飯田 瑞貴, 岩根 陵, 杉本 学
    p. P27
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    分子間の相互作用の特徴を 反映する分子形状を電子状態計算によって定義する手法を提案し、簡単な分子について実際に形状を評価した。この方法では、あるイオンをプローブとして、ターゲット分子の形状を両者のポテンシャルエネルギー面の等値面として求める。水分子に対して応用したところ、分子間相互作用(水素結合)で重要な酸素のlone pairの三次元的特徴を反映する立 体図形が得られた。この図形を用いることによって、結合角の異なる水分子の類似性を定量的に評価することができた。また、グルコースと類 似の生体機能を有すると思われるプシコースに注目し、両者の類似性を定量的に評価する試みも行った。
  • 飯田 瑞貴, 牧山 恵理香, 岩根 陵, 杉本 学
    p. P28
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    我々の研究室では、電子状態計算から得られる情報を活用して、機 能性物質を提案する手法の開発を進めている。本研究では、電子状態計算の知見からチロシナーゼ阻害剤を提案することを目的として、統計解 析手法を応用した。チロシナーゼ阻害剤の電子状態に関する記述子を用いて、各記述子と阻害活性の相関を調査した。さらに、用意したすべて の記述子を用いて多変量解析を行い、阻害活性の予測モデルを作成した。得られた予測モデルを用いて、農作物に含まれる成分の中でチロシ ナーゼ阻害剤となりうるものを検討したところ、阻害機能を有していることが既知である成分が、分析結果からも高い活性があることが予測されたことから、本手法により阻害活性の有無を予測できると示唆される。
  • 黒木 孝行, 杉本 学
    p. P29
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/11/20
    会議録・要旨集 フリー
    生体イメージングに用いられる蛍光性分子の蛍光特性を説明する因子を電子状態計算の結果から解明する目的で、電子状態計算の数値データに対する データマイニングを行うシステムを開発した。このシステムは電子状態計算結果から軌道エネルギー、励起エネルギー、双極子モーメント、イオン化エ ネルギー、電子親和力を抽出し、実験値を前述の計算値の何れか一つに対して関数を用いてフィッティングを行うことにより相関を探索するものであ る。このシステムを使用して蛍光イメージング分子として有名なTokyoGreenの蛍光量子収率と電子状態データの相関を調べる解析を行った。 蛍光量子収率と最も良好な相関を得られたのはベンゼン部位に局在化した軌道エネルギーであった。
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