金属錯体の関与する酵素反応過程の理論的研究

平成6年度の成果は次の通りである。(1)タンパク質の全電子波動関数を計算する密度汎関数法プログラムの開発開発したプログラムは以下のA〜Dの特徴を持つ。A.オブジェクト指向言語C_<++>によるコーディング。オブジェクト指向技術の導入により手続き型言語による開発で見られる弊害が改善され、7万行のプログラムが設計半年・コーディング半年で開発できた。B.ガウス型基底関数を用いた密度汎関数法。多くの経験が培われているan initio HF法の手法を取り入れることができるとともに、本質的に計算を補助関数の数の3乗以下のステップで行なえるプログラムとなった(an initio HF法では総軌道数の4乗)。C.解析的X_α法の採用。従来の方法では交換相関ポテンシャルの値はグリッド上で数値計算的に求められてきたが、この方法を採取することで全てのステップを解析的に計算することができるようになった。D.タンパク質の電子状態計算のための初期電子密度作成。アミノ酸残基単位で密度補助関数と交換相関ポテンシャル補助関数のフィッティング係数をデータベース化した。現在、数十残基以上のタンパク質を計算するために、並列計算機の利用を検討している。(2)タンパク質内の酸化還元過程における状態遷移の予測チトクロムc_3の16個の酸化状態において実験データと適合するように状態間の遷移確率をパラメータとして割り振り、確率オートマトンの方法を用いて数値シミュレーションを行なった。(3)これらを高機能ワークステーション上で実行し、結果を可視化する統合環境の構築独自のグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)をグラフィックスツールAVS(Application Visual System)とツールキットOSF/Motifを用いて作成し、密度汎関数法の入力データの作成や計算結果の画像表示などがマウス操作で行なえるようになった。

平成6年度の成果は次の通りである。(1)タンパク質の全電子波動関数を計算する密度汎関数法プログラムの開発開発したプログラムは以下のA〜Dの特徴を持つ。A.オブジェクト指向言語C_<++>によるコーディング。オブジェクト指向技術の導入により手続き型言語による開発で見られる弊害が改善され、7万行のプログラムが設計半年・コーディング半年で開発できた。B.ガウス型基底関数を用いた密度汎関数法。多くの経験が培われているan initio HF法の手法を取り入れることができるとともに、本質的に計算を補助関数の数の3乗以下のステップで行なえるプログラムとなった(an initio HF法では総軌道数の4乗)。C.解析的X_α法の採用。従来の方法では交換相関ポテンシャルの値はグリッド上で数値計算的に求められてきたが、この方法を採取することで全てのステップを解析的に計算することができるようになった。D.タンパク質の電子状態計算のための初期電子密度作成。アミノ酸残基単位で密度補助関数と交換相関ポテンシャル補助関数のフィッティング係数をデータベース化した。現在、数十残基以上のタンパク質を計算するために、並列計算機の利用を検討している。(2)タンパク質内の酸化還元過程における状態遷移の予測チトクロムc_3の16個の酸化状態において実験データと適合するように状態間の遷移確率をパラメータとして割り振り、確率オートマトンの方法を用いて数値シミュレーションを行なった。(3)これらを高機能ワークステーション上で実行し、結果を可視化する統合環境の構築独自のグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)をグラフィックスツールAVS(Application Visual System)とツールキットOSF/Motifを用いて作成し、密度汎関数法の入力データの作成や計算結果の画像表示などがマウス操作で行なえるようになった。