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量子化学計算外伝 すごいよ!! FMO
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- 3. 自己紹介 • kzfm (@fmkz___) –blog.kzfmix.com • 最近はFMOの普及に力を入れていますが、システ ム構築が仕事のメインではある – やる気枯渇継続中 • 親子でイカブーム – N-ZAP89使ってます – B-上位をウロウロ – これのために早く帰る毎日w
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- 5. 古典的なSBDDの限界 • 例えば2つの水素結合が見られる場合にど ちらが強いかというような定量的な議論 が出来ない • π-πスタッキングも同様（あるかどうかの 可能性程度しか論じられない） •経験的に知られた相互作用でしか結合を 解釈できない（これ重要）
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- 7. シュールな分子設計 • 古典的な相互作用だけからのファーマコフォ ア推定はしばしば致命的なミスリーディング を引き起こす – 重要と考えている水素結合が実は著しく弱かった り –古典的ではない強い相互作用が結合に重要だった り • そしてそれに気づかないと不幸になる – 特に分子設計のプレゼンスが無くなる…
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- 11. Fragment Moleculer OrbitalMethod (FMO) • 分子をフラグメントに 分割してMOを計算する 方法 • 大抵アミノ酸ごとにフ ラグメント分割するの で各アミノ酸とリガン ドの相互作用がわかる • 細かいことは気にせず 使おう！
- 12. FMOの実装 • GAMESS – http://www.msg.ameslab.gov/gamess/ –フリー – 汎用の量子化学計算ソフトウェア • ABINIT-MP/BioStation – http://www.ciss.iis.u- tokyo.ac.jp/rss21/result/download/ – フリーと商用版あり – FMOに特化
- 13. どっち使えばいいの？ • サポートが受けられる方をチョイスしたほう がいい – 開発者につながれるのであればGAMESSがいい と思う –GAMESSは計算が収束しないことが多いような 感触 • ただ使いたいだけだったら商用版の MizuhoBiostationが楽 – ただし、自分で手をいれられないので、痒いとこ ろに手が届かなくてSBDDのツールとして考える とイライラさせられることもある
- 14. どっち使えばいいの？(2) • インプットファイル作成のステップが面倒く さいので初心者はGUIで操作できる MizuhoBioStationがオススメ • GAMESSだとfuというフロントエンドがある らしい –http://www.slideshare.net/cms_initiative/fu- 37113751 – http://cbi-society.org/taikai/taikai15/TS/TS-1.html
- 15. どっち使えばいいの？(3) • 分子設計としてやるなら、既存の製品 (MOEとかMaestro)から直接インプット ファイル作れると便利 • GAMESS使ってた時はmol2->inpの自作コ ンバーター作ってて仕事が捗った –(参考までに） – pygamessに実装しようかと思ってたけどモ チベーションがｗ
- 16. どのくらいかかるの？ • セリンプロテーアゼ で6-31G/MP2をやる 場合、Xeon® E5- 2600v240コア使っ て大体終夜(8-13-h) くらい • 頑張っている
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- 19. Inter Fragment Interaction Energy(IFIE) •あるフラグメント（大 抵リガンド）とそれ以 外のフラグメント（大 抵アミノ酸残基）との 相互作用エネルギー • 安定な相互作用は負に、 不安定な場合は正にで る http://www.mizuho- ir.co.jp/solution/research/semiconductor/nano
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- 23. pair interaction energy decompositionanalysis (PIEDA) • IFIEのエネルギーを成分分割する方法 – 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) • その他 – フラグメント間電荷移動(⊿qI->J)
- 24. Q. MP2まで必要なの？ • A.必要です • MP2までやらないとDIが計算されないの でSBDDに使おうとする場合は絶対に必要 • やらないと見誤る（後で） • 基底関数は6-31G**でやればいいと思うけ ど6-31Gで計算しています。（これはどう なんだろうか？わからない）
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- 26. セリンプロテアーゼ阻害剤 • P1のASPとの相 互作用が重要 • アミジン、グアニ ジンは動態がよろ しくない •Cl、MeOで相互 作用 – Cl-π？
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- 28. FMOによって暴かれる真実 • Cl-πは少なくとも ファーマコフォアポ イントではない( ｰ `дｰ´)ｷﾘｯ •メインが分散力なの であっても弱い – http://www.ncbi.nlm.n ih.gov/pmc/articles/P MC2442010/
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- 32. DIやCT+mixに興味がある場合 • CAFI（Configuration Analysis forFragment Interaction) • FILM (Fragment interaction based on local MP2) • といった方法を使うことで 水素結合や分散相互作用を 可視化できる
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- 34. ヘテロシャッフリングの解釈 dx.doi.org/10.1021/jm3001289 | J.Med. Chem. 2012, 55, 5151−5164 PDB-ID: 3NMW
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