理論的に導かれた量子力学/分子力学(QM/MM)法の開発と酵素反応への応用

理论衍生的量子力学/分子力学(QM/MM)方法的发展及其在酶反应中的应用

基本信息

  • 批准号:
    16750143
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

酵素反応など巨大分子の化学反応を理論的に解明するには、ab initio計算の速度を数桁加速する必要がある。そのために次の課題を研究し、成果を得た。(1)Fragment molecular orbital法に対する系統的な補正の導出この方法は、巨大分子を仮想的な断片に分解し、それらの対をab initio法で計算し、全分子の計算値を外挿する。3個の断片間の相関(3体相関)を正しく高速に扱う方法が問題となっていた。申請者はこの方法が、断片間の相互作用を摂動と見なした、Green関数の展開から得られる事を示した。この方法を使い3体相関を解析し、この主要項が逐次的な2体散乱振幅で書ける事を見出した。この補正項を幾つかのモデルで試し、3体相関を正しく表している事を示した。この成果はJournal of Chemical Physicsに投稿中である。(2)専用計算機上での量子化学計算計算量が系の大きさに比例するOrder N法を使っても、現在の計算機の性能では、酵素反応をシミュレートする事は絶望的である。そこで牧野(東大)と戎崎(理研)により提案された、SIMD型超並列計算機で量子化学計算を行う方法を検討した。自己無撞着法(SCF法)の実質的な律速段階である、2電子積分と交換相関項を、極僅かの記憶域しか持たないこの計算機で求める方法を見つけた。機械語プログラムを作成しチップシミュレータで正しい事を確認した。またこれをab initio計算を行うGaussianパッケージに移植した。この成果は投稿準備中である。
The theoretical explanation of enzyme reaction and molecular chemical reaction is necessary to accelerate the calculation speed of ab initio. The research on the subject and the achievements were obtained. (1)Fragment molecular orbital method for the correction of the system of derivation of this method, large molecules for the decomposition of fragments, ab initio method for calculation, the calculation of the value of the whole molecule. The correlation between 3 fragments (3-body correlation) is positive and high speed. The applicant is responsible for the method, the interaction between fragments, and the development of Green relations. This method makes three-dimensional correlation analysis, the main term and the two-dimensional scattered amplitude analysis appear. The correction term is used to correct the error, and the three-body correlation is used to correct the error. The results were published in the Journal of Chemical Physics. (2)The quantum chemistry calculation quantity on the computer is very large. The Order N method is used to make the calculation quantity. The performance of the computer is very large. The enzyme reaction is very important. A study of quantum chemistry calculation methods on SIMD supercomputers The SCF method is based on the qualitative analysis of the law speed stage, the 2-electron integral, the exchange correlation term, the pole, the memory field, the computer calculation method, etc. The machine language is made up of two parts. Gaussian-style design The results of this project are in preparation for submission.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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