金属錯体の関与する酵素反応過程の理論的研究

平成7年度の成果は以下の通りである。(1)全年度までに検討した密度汎関数法と情報科学の手法を用いてA〜Dの成果を得た。A.通常のワークステーション上で1〜20残基のグリシンペプチド鎖の全電子波動関数計算を実行した。B.独自に大規模計算のためのアルゴリズムを工夫することによって、計算時間はグリシン残基数の1.7乗の依存性を達成した。ガウス型基底関数を用いた密度汎関数法を採用しているため、計算量では数式の上ではアミノ酸残基数の3乗であったが、これを大幅に改善することができた。C.積分計算のカットオフ法による高速化を検討した。この手法により、CPU時間のみならず、計算に使用するディスク容量も大幅に節約できることができる。D.積分計算およびSCFルーチンのパラレル化を検討した。パラレル化にもオブジェクト指向の技術を採用することで、従来までのプログラミング手法では困難であった、計算モデルと実行プログラム間のセマンティックギャップの解消、並列処理部と計算実行部との明示的な分離が達成されることが明らかとなった。(2)ファインマンの経路積分法のオブジェクト化を試みた。(3)酵素反応経路のシミュレーションの方法を精密化させたことによって、チトクロムc_3の電子受容定常状態における状態間の遷移には4つのヘム間の内部ホッピングが重要な因子であることが明らかになった。(4)独自のオブジェクト指向プログラム解析システムとタンパク質構造解析システムをグラフィックスツールAVS(Application Visual System)とツールキットOSF/Motifを用いて作成した。

平成7年度の成果は以下の通りである。(1)全年度までに検討した密度汎関数法と情報科学の手法を用いてA〜Dの成果を得た。A.通常のワークステーション上で1〜20残基のグリシンペプチド鎖の全電子波動関数計算を実行した。B.独自に大規模計算のためのアルゴリズムを工夫することによって、計算時間はグリシン残基数の1.7乗の依存性を達成した。ガウス型基底関数を用いた密度汎関数法を採用しているため、計算量では数式の上ではアミノ酸残基数の3乗であったが、これを大幅に改善することができた。C.積分計算のカットオフ法による高速化を検討した。この手法により、CPU時間のみならず、計算に使用するディスク容量も大幅に節約できることができる。D.積分計算およびSCFルーチンのパラレル化を検討した。パラレル化にもオブジェクト指向の技術を採用することで、従来までのプログラミング手法では困難であった、計算モデルと実行プログラム間のセマンティックギャップの解消、並列処理部と計算実行部との明示的な分離が達成されることが明らかとなった。(2)ファインマンの経路積分法のオブジェクト化を試みた。(3)酵素反応経路のシミュレーションの方法を精密化させたことによって、チトクロムc_3の電子受容定常状態における状態間の遷移には4つのヘム間の内部ホッピングが重要な因子であることが明らかになった。(4)独自のオブジェクト指向プログラム解析システムとタンパク質構造解析システムをグラフィックスツールAVS(Application Visual System)とツールキットOSF/Motifを用いて作成した。