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密度汎関数法による大規模分子軌道法の開発

利用密度泛函理论开发大规模分子轨道方法

基本信息

批准号：
12042264
负责人：
柏木浩
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

研究者らはヘムタンパク質や光合成反応中心のように金属錯体がタンパク質の活性中心として働き、さまざまな反応性を示す金属タンパク質のメカニズムを電子レベルで明らかにすることを目標とした。このような系における定量的な計算には電子相関効果が重要となるため、ab initio Hartree-Fock法と同程度の計算量で電子相関を取り込むことができるKohn-Sham-Roothaan方程式に基づく密度汎関数法に着目し、プログラムProteinDFを開発した。2001年、これを並列化し、ワークステーションクラスタに用いてヘムタンパク質の1つであるシトクロムcの全電子計算を世界で始めて達成した。さらに、本研究ではタンパク質を構成するペプチド鎖を次第に大きくしながら計算を進める収束法と、小ペプチド鎖の計算結果を組み合わせてより大型のペプチド鎖計算のための精度の良い初期値を作成する擬カノニカル局在化軌道法をそれぞれ開発した。これに加えて、問題が生じた場合はいつでも人間が小ペプチド鎖断片から最終目的のタンパク質までどのような段階を経て徐々に大きくしていくかという全電子計算シナリオを簡便に修正できるシステムを開発した。本システムは人間が判断しやすいようにタンパク質の様々な構造情報を提供するツールと計算のシナリオをグラフィカルかつ自由に変更することができるエディタで構成されたProteinDFの統合環境である。本システムは一般ユーザによるタンパク質量子化学計算の普及への鍵を握るものと考えられる。このような結果と計算機の能力変遷を考慮に入れると、それほど遠くない未来でタンパク質の本格的な量子化学計算の時代が到来すると考えられる。

The researchers found that the metal complex in the photosynthetic reaction center of the metal complex in the photosynthetic reaction center. The quantitative calculation of electron correlation results is important, ab initio Hartree-Fock method and the calculation quantity of electron correlation is important, ab initio Hartree-Fock method is important. In 2001, the world began to realize all-electronic computing in parallel and in use. In this study, the quality of the structure of the lock is determined by the order of the calculation, the combination of the results of the bundle method and the small lock calculation, and the preparation of the initial value of the accuracy of the large lock calculation. The problem arises when the problem arises. This paper presents a new method for determining the structure of ProteinDF. This paper presents a general approach to quantum chemistry calculation. The result is that the computer's ability to change is considered to be in the future.